基于MSP430F1121射频低电平窄脉冲信号检测

ByElmer1

摘要:设计了一种基于单片机的射频低电平窄脉冲信号检测系统,并进行了工程实现。该系统可
有效检测脉宽r≥0.7μs ,占空比D <1/2000 ,信号电平P≥- 15 dBm的微波脉冲信号,通过对单
4 `/ F, `+ B2 {3 Z+ G片机的中断响应过程进行控制，可有效消除F扰信号的影响，电路简单，工作性能可靠。

& f: o6 l! H" _: m8 i! n5 Q关键词:低电平窄脉冲信号:单片机:中断
4 Z1 _! ]. F; Y1 u! {" [+ M! D& f
0 t3 _( Q% J" u脉冲信号检测在雷达、通信、导航、电子对抗等领域的工程实践中有着广泛需求。传统方法对脉冲信号
检测，都是先将脉冲信号的峰值保持,然后再进行各种处理,基本沿用两种方法:模拟法和数字法[1-2]。对脉
# y7 t7 G9 ^1 t% U6 T3 }3 ?% c宽较宽、较高占空比脉冲信号的检测，模拟法和数字法都已经做得很成功,并且市场上已经出现专门芯片可
用于该类信号检测[2]:但对于低电平、低占空比的窄脉冲信号检测的有效方法却很鲜见。特别是测量雷达
- x" e( F  u; s8 d8 A系统的辐射信号,其脉宽窄、占空比低，加上环境噪声的影响，对接收方来说,检测变得较为困难。本文采用
了基于MSP430F1121的单片机系统,能够有效地对雷达信号进行检测,并可进行数值处理,消除环境干扰信
号的影响，在实际应用中显示了其优越性。
4 Q; U, n- _( E& y- f9 W  l2 s1 Q! E" w1工作原理
3 H+ u) [3 j6 O: D" }# I! R! q& j8 G系统所接收的射频脉冲信号经过处理后产生的视频信号,比较微弱。实际系统中,由于干扰的存在,信
& K: d$ x& r+ u; A+ ^/ M" \0 ^号还不能直接应用,必须经过前置跟随、放大电路处理,跟随电路进行阻抗匹配，保证前后级工作性能稳定:.
放大电路把信号放大到满足后续电路处理所需要的电平。本系统在检测信号有无的同时,可以对信号电平
9 g, m1 \( G" Q) y  |% H4 c幅度范围作出判断，方法就是在单片机系统前端引入比较电路。在比较电路中设置不同的门限值，比较电路
, B9 U& L& P& h通过比较输入信号与门限值,指示被测信号的大小同时输出相应的信号(本系统采用双路比较器,因此可
设置两个门限X和X,把信号分为3段: X<XX>X2和X <X<X;:采用高速比较器,保证了输出信号与
+ H  \' Y. T- I/ J: T输入信号的一致性。比较器的输出信号作为中断信号进入单片机系统，通过设置不同的中断优先级，单片机
5 l& K* O- _1 H6 k0 M对输入信号进行处理,同时输出相应的控制信号。两次中断响应的时间间隔由i计数器控制，而计数的长度根
据来波脉冲信号周期(通常是已知的)确定。采用“积累判别”法，即在连续10个中断响应时间的时刻，若有
大于6个脉冲信号到来，则判断信号为有效信号，否者认为是无信号状态。同时，单片机的响应间隔由被检
, ^( V. F. E" P  ?, S5 P测信号的周期决定,两个脉冲信号间的信号判断为干扰信号，单片机将不响应，从而有效消除千扰信号的影
7 L2 b' O# t/ b9 _" v响。单片机的输出能够表示出输入信号的状态，并产生控制信号,控制系统其他部件工作。.
' ]  C! n5 E0 k! _$ V2系统实现
$ I3 b' P9 L! Y& C/ e  D+ [9 c/ C! g2.1跟随、放大电路
为了能够用单片机处理微弱信号,必须先把信号放大。对于脉宽为τ的脉冲信号,其带宽B=1/+ ,假
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采用了基于MSP430F1121的单片机系统,能够有效地对雷达信号进行检测