宽带大动态接收机射频前端小型化设计

发布时间：2020-07-10 10:50

【摘要】：雷达接收机的作用是处理雷达发射信号反射回的有用信号,并通过滤波提高有用回波与干扰信号之间的鉴别率。随着科技的发展和现代军事的竞争,现代电子对抗中雷达起到了决定性作用,因此对雷达的重要组成部分——接收机提出了更高的要求。要求接收机有宽的带宽、大的动态响应范围以及小型化。因此,迫切需要对宽带高分辨、高集成度、高可靠性及非常强的抗干扰能力等方面展开深入研究。本文首先对超宽带接收机的概念做了简要的分析,并分析了本课题提出的宽带大动态射频前端的技术难点,用灵敏度时间控制电路(STC)来进一步扩展接收机的动态范围,STC电路既保证了噪声系数,又扩大了动态范围,结合后端的数字处理能力,在硬件电路上实现了超过100dB的接收动态范围。然后提出了射频前端的主要工作指标,基于射频仿真软件ADS,对系统链路增益和噪声系数进行了仿真,并进行了版图设计和系统测试。由于安装平台对重量有严格的要求,本课题重点研究了小型化设计,采用微波多芯片组装(MMCM)技术,将MMIC芯片,专用集成电路芯片以及相关元器件组装在微波电路互联基板上,实现微波电路组件的高密度、高可靠、小型化以及多功能等特点,与传统分立电路相比,电路模块的体积减少了40%~50%,重量降低了50%~60%。系统测试结果显示,论文所设计的接收机射频前端的接收信号频率范围为2.6GHz~12GHz,接收动态范围-80dBm~30dBm,且重量小于50g。本文实现的宽带大动态小型化接收前端可以应用于其他多个类似项目平台。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.5
【图文】：

频谱,增益压缩点,增益压缩,1dB压缩点

其信号的回波频谱中除了主瓣杂波、旁瓣杂波、高还有接收机内部噪声。如果接收机设个理想的线性系统、滤波等变换之后，在经过数字信号处理后便能提取出非线性特性，接收信号的频谱总会发生变化。由于任何应和输入激励之间不可能实现完美的线性关系。当放大增益降低且引起输出功率呈非线性增大时，便发生增益入信号电平的函数，尽管在某些点上输人电平足够高，范围的表示方法有很多种，常用的有 1dB 增益压缩点动益压缩点动态范围放大器的 1dB 增益压缩点，放大器输出功率与输出功率系，当输入功率升高，放大器增益出现了压缩，当实际dB 时，输入点则成为输入功率 1dB 压缩点 PIN1dB，此时dB 压缩点 POUT1dB，其关系如图 2-10 所示。

响应曲线,三阶交调,非线性系统,响应曲线

东南大学工程硕士学位论文范围，是指接收机的三阶交调等于最小可检测信号时，接收机输阶交调信号功率之比。DRsf=Pisf/Pimin交调产物 2ω2-ω1和 2ω1-ω2最接近输入的双音信号ω1和ω2，最大，常见^/通滤波器往往很难将其滤除。三阶交调的响应曲线

电路图,二极管限幅,单节,电路

图 3-3 单节二极管限幅电路如图 3-3 分别给出了 PIN 限幅二极管处于高阻状态和低阻状态的等效电路，Cj、R效元件；传输线上的等效电阻阻为 Z0=50Ω，同时 L 为二极管寄生电感。在级联系统设计中本单元电路分配的主要指标为:噪声：0.5dB；插损：0.5dB；抗烧毁功率：1W（CW）；限幅电平：+16 dBm；本课题选用的是中电 13 所的限幅器芯片 BW481，图 3-4 为该限幅芯片的功能框图

【参考文献】