电子产品世界

3.2限幅器设计

限幅器常用在接收设备的前级，对超过门限的大功率输入信号限幅，起到保护后级敏感电路和器件的作用。限幅器一般由输入端口和输出端口上的隔直流电容器和集成式二极管限幅器电路组成。集成电路包含着透过50传输线并联的平面掺杂阻挡层(PDB)或Schottky二极管。限幅器在低输入电平时有很低的插入损耗和线性特性，可提供对瞬态或短时间过载的保护。本文采用Agilent公司提供的HSMP2822的串联型二极管对来用做限幅器，图3(a)是二极管对的结构，(b)是构成限幅器的安装方式，(c)为限幅器的等效电路图。

3.2高速接收开关设计

发射机在发送脉冲期间，功率放大器输出的大部分能量通过环行器馈入天线，因为环形器隔离的两个端口之间的隔离度约为25dB，所以仍有少部分能量耦合到环形器接收输出端口，天线不是理想匹配会导致耦合到环行器接收输出端口的能量加大，这部分能量经过接收通道前面的限幅器时被衰减到不损坏后面电路的水平，但是衰减后的信号电平仍足以让低噪声放大器等后级有源电路进入深度饱和状态，电路从深度饱和状态恢复到正常工作状态需要一定的时间，这个时间称为饱和恢复时间。饱和恢复时间会增加雷达的盲距。按照设计要求，发射期间收发隔离度需要大于90dB。环行器在天线良好匹配的情况下，隔离端口之间的隔离度为25dB，考虑到天线的轻微失配，环形器的隔离度仅能按照20dB考虑。因此接收开关的通断比应该超过70dB。

图3欧姆阻抗端接限幅器原理图

接收开关的速度会影响到雷达探测的盲距，因此应该选择高速射频开关作为接收开关。选用ADG901作为制作接收开关的开关元件，它的输入输出口都是连接50负载到地的。为了达到设计的要求，采用两片ADG901串联的方式来提高隔离度。单片ADG901的插损在本系统工作的频段内约有0.5dB的插损，两片串联则有约1dB的插损。实际制作的接收开关的隔离度除跟芯片的特性有关外，还跟布线和屏蔽腔体的尺寸有关。两片ADG901串联做成的接收开关实测的隔离度为73dB，插损1.1dB，达到了设计的要求。图4为接收开关和限幅器的实物图。

图4高速接收开关和限幅器实物

3.3接收预选滤波器设计

为了得到性能较好的接收机前端，滤除接收机中的各种干扰信号，保留有用信号，必须在接收机前端适合的地方放置滤波器，尤其是放置于系统第一级的预选滤波器，它的性能好坏直接影响了整个接收机射频前端的噪声系数。必须将预选滤波器的损耗降至最低，同时还必须使其具有系统所需要的选择特性。实际选用的是1类陶瓷电容滤波器，图5是双通道预选滤波器的测试结果，可看出，在带外滤波特性极为陡峭，抑制性能较好，通带纹波小于0.3dB；通带和阻带指标达到了设计要求。

图5接收预选滤波器性能实测结果

3.4低噪声放大器设计

在各种特定(带宽BW、解调信噪比S/N已定)的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。本系统的低噪声放大器采用两级串联的形式，在噪声系数满足设计指标的同时具有足够高的增益。前级采用万通的WHM02AE，后级采用Mini-circuits的MAR-8ASM。由于WHM02AE只使用数量很少的不同的外围元器件，因此它能形成最低的噪声系数和最佳的匹配，并且适用于各种频段的放大器。低噪声放大器的增益较高，封闭在30mm×30mm×20mm的腔体内，需要避免自激，两个放大管均为无条件稳定的，因此实际使用中主要是避免输出到输入的反馈。首先，在电路结构设计上做到充分的电源滤波，其次是在PCB布板上做好阻抗控制、尽量增加两级的距离，图6为低噪声放大器的实物图。

图6低噪声放大器实物

关键词： P波段 瞬态极化 雷达系统 T/R组件 限幅器