摘要：本文经过研讨和剖析温度对瞬时测频接纳机测频差错的影响，改变了传统电缆恒温处理规划计划，在测频接纳机中参加一温度补偿模块，完结对温度引起的测频差错的校对。并在硬件上完结了该测频体系。其间测频规模为2 GHz，经过测验，精度到达≤1 MHz(r.m.s)，彻底满意规划要求。
在现代战争中，雷达的方位日趋重要。频率作为雷达信号的重要参数，是雷达信号分选和要挟辨认的重要依据。瞬时测频(IFM)法是改变法测频的一种，它依据不同频率信号经过同一电缆相位改变不同的原理，将频率丈量转化为丈量相位信息，再将相应相位信息转化为频率，然后直接完结测频。
因为温度改变对延迟线电缆长度的影响使相位丈量发生较大差错，导致测频精度下降，严峻时乃至体系无法作业。本文规划了一种依据温度补偿办法的瞬时测频接纳机，有用的处理了温度改变对IFM接纳机的影响。经过试验验证，该规划具有杰出的测频功用。
1 温度补偿原理
1.1 温度改变对IFM接纳机影响剖析
文中运用图1所示微波鉴相器完结频向转化，它首要由一功分器将射频信号分为持平的两路，再经过两条长度不等的传输线(延迟线)构成相应的相位差，而此相位差正比于信号频率和两传输线的电长度差。
其间，当延迟线长度为△l，输入信号频率为f时，其电长度差为
。由此构成两路信号的相位差为
。经过对微波鉴相器输出信号进行量化处理并采样，核算后咱们将得到其相位差φ，然后能够经过上述公式核算出相应的频率值。
经过上述原理及进程剖析，能够得知，测频差错首要来源于相位丈量精度和延迟线长度的精度。延迟线精度可经过调理使其疏忽。经过剖析和丈量，温度改变引起延迟线电缆物理长度的改变，尽管其改变量级较小(毫米级)，但它引起的相应相位改变(电长度)较大。所以由环境温度改变就成为了限制瞬时测频接纳机测频精度的首要原因。
1.2 传统电缆恒温处理办法
在以往的瞬时测频接纳机处理办法中，首要是对延迟线进行恒温处理。将电缆部分放置在一有保温功用的恒温盒内。对恒温盒内的温度实时监控，并经过对加热设备的操控，使恒温盒内的温度坚持在测频接纳机的作业温度上限。此办法已在多型测频接纳机上得到实践运用，并获得较为优异的作用。
但是该办法也存在显着的缺陷：首要，结构杂乱，需求一套完好的温度坚持体系，增大了体系体积，添加了制作本钱;其次，温度的安稳需求预热时刻，且恒温作用取决于保温体系的规划水平缓制作工艺，使不确定性要素添加;终究，保温体系的参加，大大添加了测频接纳机的功耗，不利于小型化、低功耗的规划趋势。
1.3 温度补偿批改法
因为传统恒温处理办法存在的种种缺陷，因而本文提出了经过丈量温度，并对相应温度的影响做出补偿的办法。因为电缆长度在某一固定温度状态下是相对安稳的。所以能够经过丈量电缆温度，并依据其时温度，对测频成果作相应补偿，然后战胜温度对测频的影响。
文中选用树立规范温度，在相应规范温度下采样得到补偿数据，树立该温度下的补偿表。运用中经过监测实时温度，调取相应温度补偿表对测验数据完结补偿。补偿表的树立办法是将测频接纳机置于恒温箱中由高温到低温逐次降温，温度距离约为，在每一设定温度到达平衡后用规范信号源发生信号得到对应的温度补偿数据查找表。这样设置的优势有3点：
其一，经过恒温测验能够使测频接纳机各个部分温度充沛均衡，使发生的查找表有满意的精度和安稳性;
其二，快速扫描处理了扫描时刻过长，期间温度小幅改变对测频成果的影响。在测验时，运用线性扫频(Ramp)形式，可在短时刻内完结对频段的扫描。但因为其扫频精度较差，在实践运用中还应对其进行一次步进扫频(Step)，并经过步进扫频成果对线性扫频成果进行批改。
其三，较小的温度距离使得体系安稳度大大提高，当距离安稳为时，其对应的延时线精度将能够满意要求精度。
运用中跟着温度的改变，依据温度码挑选不同的表格，再依据量化编码的输出进行查表，得到补偿后的频率数据。
2 带温度补偿的IFM接纳机硬件完结
文中为统筹测频精度与测频规模，咱们选用多通道计划进行测频。输入信号经过鉴相器后由量化器进行量化采样，并将数据输入至CPLD中进行处理构成未校对的频率码，终究经过查表完结频率校对后输出，整个体系由FPGA芯片操控。在此FPGA芯片采样Xilinx公司的Spartan2该器材价格便宜且能满意IFM接纳机巨大的运算量。
2.1 软件处理规划
首要，对频率信息树立ROM查找表，运用微波信号发生器发生规范信号，对其信号进行处理得到规范数据的ROM查找表;其次，在实践作业中先将量化器输出的区间码转化为相应的二进制码，得到12bit二进制码，将其作为地址在ROM查找表中进行查找，得到相应频率。
2.2 温度补偿批改
温度补偿的要害便是对环境温度的丈量和量化编码。本文中运用的是ADI公司的AD7814测温芯片(如图2所示)。它是ADI公司推出的一款10bit数字测温芯片，具有运用简洁，数据通讯简略，测温规模广(-55～+125℃)，测温精度较高(±2℃)等长处。该芯片是经过串行通讯进行数据交换，本规划中与CPLD直接相连进行数据收集和处理。规划电路如图3所示。
将测温芯片AD7814输出的温度码作为高位地址，再运用量化器输出的未校对的频率码作为低位地址进行联合查表，得到终究输出频率，如图4所示。
2.3 实践电路完结
IFM接纳机实物图如图5所示。因为温度首要影响的是鉴相器模块中延迟线，所以将温度监测模块固定于与四根延迟线相接近的方位。
3 测验成果
测验是在室温情况下进行，经过微波信号源发生规范信号，起伏为-20 dBm，步进频率为0.5 MHz。经过测验，测频差错为0.520 MHz(]RMS)，差错平均值为-0.094 MHz。图6为测频差错，图7为测频输出。从测验成果咱们能够看出，本文规划的测频接纳机具有很高的测频精度(≤1 MHz(r.m.s))。经过调整输入信号巨细，测验得到接纳机灵敏度到达-75 dBm。
能够看出，该规划计划很好的处理了温度改变对鉴相器延迟线的影响。经过温度补偿电路的参加，提高了体系作业的安稳性及其适用规模，改进了传统电缆恒温处理办法中体系体积大，功耗大的缺陷。经过测验，该IFM测频接纳机在精度和灵敏度等参数上均到达了适当高的水平。
4 定论
本文经过对电缆恒温处理办法的剖析，依据温度对电缆物理特性的影响特色，规划了依据温度补偿法的IFM接纳机。试验成果表明，经过树立温度、频率的查找表的方法对成果进行温度补偿不光简化了体系规划，还具有优异的测频作用。
