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1、一种可切换波段的高频接收板的设计摘要:为了降低旁瓣干扰的影响,对接收机的高频接收板进行了设计,特别加入分波段切换滤波的部分。高频接收板是雷达接收机的一个重要组成部分,它主要实现回波信号的接收,变频,以及可控增益放大。运用实践证明该电路在实现低噪声系数,大的瞬时线形动态,以及较高的通道增益的同时对旁瓣干扰起到改善作用。 关键词:低噪放时间灵敏度控制波段切换 :TM44:A:1007-9416(2011)04-0158-03 Abstratct:Toreducethenextplayroleoffrequencyinterf
2、erence,asub-bandsportantpartoftheradarreceiver.Itismainlytoachieveechosignalreception,frequencyconversion,andgaincontrolamplification.TheRFreceiverhasalreadybeenreachedloicandhighchannelpoanceinreducethefrequencyinterference. 高频接收板将来自天线的微弱信号放大并下变频为中频信号,送往中频单元,是接收机的
3、重要组成部分。噪声系数和灵敏度是衡量接收机的两个最主要指标,目前对于提高这两个性能指标的研究较多也较成熟。但对于不同的波段雷达,要求也有所区别。VHL波段的雷达的工作频段特性是干扰频率比较多,普通的接收机抗干扰能力难以达到要求,需要在高频接收部分加以改进。本文就介绍了一种可切换波段的高频接收板的设计,它主要由一对开关和滤波器来实现,电路简单,却能帮助实现对旁瓣干扰和镜频干扰进行较好地抑制。整个电路板可分为高频以及中频两个部分。高频部分除波段切换功能外,对信号进行了低噪声放大,在下变频的过程中,接收信号与本振信号进行混频,通过改变本
4、振信号的相位,实现接收通道的移相功能。后半部的中频部分,数控衰减器实现在系统控制下,改变信号衰减量,对接收信号进行幅度加权;而时间灵敏度控制(STC),大大扩展了接收通道的动态范围。 1、设计方案 高频接收板的组成框图如图1所示,主要包括低噪声放大电路、波段切换电路、STC电路、放大电路、数控衰减器、下变频混频器和滤波电路等,后面将对主要的电路作详细的介绍。 1.1低噪声放大器 噪声系数是表示接收机内部噪声的一个重要质量指标。我们知道n级电路级联时接收机总噪声系数为 ,为了使接收机总噪声系数小,要求各级的噪声系数小、
5、额定功率增益高。而各级内部噪声的影响并不相同,级数越靠前,对总噪声系数的影响越大。所以总噪声系数主要取决于最前面几级,这就是接收机要采用高增益低噪声高频放大器的主要原因。 本设计中采用HITTITE公司的砷化镓单片低噪声放大器HMC356LP3,其主要参数如下: 电源:5V单电源工作; 噪声系数:≤1dB; 增益:17dB; 输出P1dB:21dBm; 典型工作频率:350MHz～550MHz; 1.2STC电路 灵敏度时间控制(STC)又称为近程增益控制,它用来防止近程干扰使接收机过载饱和。在远距离时使接收机保持
6、原来的增益和灵敏度,以保证正常发现和检测小目标回波信号。STC电路的基本原理是:当发射机每次发射信号之后,接收机产生一个与干扰功率随时间的变化规律相“匹配”的控制电压,控制接收机的增益按此规律变化。因此STC电路实际上是一个使接收机灵敏度随时间而变化的控制电路,它可以使接收机不受近距离的杂波干扰而过载。如图2所示,在输入脉冲作用下,辅助控制板产生输出四路锯齿波电压,要求输出电压曲线底电压可调(0.5V-2V),输出高电压5V,锯齿波电压上升时间可调(20uS-100uS)。采用国产的S102电压可控衰减器,控制曲线如图3。 1.
7、3波段切换电路 由于米波波段的特性,干扰频率比较多,在接收机射频接收前端,采用分波段切换滤波的方式,可以对旁频干扰起到改善的作用。同时,对接收镜频干扰也有很好的抑制。如图4所示,根据不同的工作频率,两个单刀双掷开关同步切换,选择合适频率的滤波器。其中,单刀双掷开关选用国产的砷化镓SPDT开关K107,采用(0,5V)电压控制,使用方便,具有高隔离、低插损的特点。需注意的是该器件的射频端口要加入隔直电容。主要指标如下: 插损:0.7dB 隔离度:52dB 驻波比:1.2:1 开关特性:20ns[上升,下降(10/90%或9
8、0/10RF)] 带通滤波器采用介质滤波器,具有体积适中,滤波特性好,温度稳定性好等优点。在滤波器的输入输出部分,各加入一组π形电阻衰减器,即可微调通道内的增益,实现多通道的一致,也可让前后级较好的匹配。 1.4混频器 接收下来的信号在经过放
