Ku波段雷達接收機設計

摘要闡述了Ku波段雷達接收機的工作原理進行了闡述，并對設計方案與測試結果進行了分析。Ku波段接收機由低噪聲變頻單元、中頻放大、本振和電源4個獨立單元組成。對各單元電路的設計進行了分析，給出了元器件選型以及仿真結果。試驗結果表明，Ku波段接收機的噪聲系數≤1．0 dB、增益≥55 dB、輸入輸出駐波，相位噪聲雜散，鏡像抑制等指標均滿足實用技術要求，并根據測試結果對Ku波段接收機部分指標提出了進一步優化的方法。
關鍵詞雷達接收機；噪聲系數；增益

隨著現代調制體制的快速發展，無線頻譜的利用率日益加劇，對接收機的線性度、動態范圍、靈敏度、抗干擾能力、適應性等方面的性能和指標提出了越來越高的要求。這就要求現代通用接收機在保證信號檢測能力的前提下：盡可能地提高接收機的線性度，使信號失真最小、誤碼率最低；盡可能地展寬接收機的動態范圍，使接收機的適應度更大、抗干擾能力更強。

1 工作原理
Ku波段雷達接收機主要由低噪聲混頻單元，中頻放大單元，本振單元及電源部分組成，信號經天線接收后首先進入低噪聲放大單元，對信號進行放大，選頻以及混頻。之后進入中頻放大單元，對信號進行放大，濾波和輸出。接收機電路原理框圖如圖1所示。

2 電路優化設計
2．1 低噪聲變頻單元設計
低噪聲變頻單元主要由低噪聲放大器、微帶帶通濾波器、射頻放大器和鏡像抑制混頻器組成。增益、噪聲系數、帶外抑制、鏡像抑制度等是重要的指標，不僅是下變頻技術，還有低噪聲放大器LNA的設計都是整個通信系統的設計重點。
(1)低噪聲放大器。本接收機的最前端是LNA，它的噪聲決定了整機噪聲系數；考慮到噪聲指標要求較高，為減小輸入口的損耗，故接收機輸入信號由波導口輸入后不再加隔離器，這就要求第一級低噪聲放大器在保證自身噪聲系數低的情況下，還應注意其輸入端和波導口的駐波匹配。為保證整機噪聲指標，低噪聲放大器不但要求噪聲系數低，還要設計適當的增益值，以降低低噪聲放大器后端給整機噪聲指標帶來的影響。在該接收機低噪聲放大器單元，采用兩級低噪聲場效應管放大，通過微波低噪聲放大器設計理論的計算，結合相應的微波軟件進行優化仿真，仿真結果如圖2所示。