Ku波段雷达接收机设计

摘要阐述了Ku波段雷达接收机的工作原理进行了阐述，并对设计方案与测试结果进行了分析。Ku波段接收机由低噪声变频单元、中频放大、本振和电源4个独立单元组成。对各单元电路的设计进行了分析，给出了元器件选型以及仿真结果。试验结果表明，Ku波段接收机的噪声系数≤1．0 dB、增益≥55 dB、输入输出驻波，相位噪声杂散，镜像抑制等指标均满足实用技术要求，并根据测试结果对Ku波段接收机部分指标提出了进一步优化的方法。
关键词雷达接收机；噪声系数；增益

随着现代调制体制的快速发展，无线频谱的利用率日益加剧，对接收机的线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力、适应性等方面的性能和指标提出了越来越高的要求。这就要求现代通用接收机在保证信号检测能力的前提下：尽可能地提高接收机的线性度，使信号失真最小、误码率最低；尽可能地展宽接收机的动态范围，使接收机的适应度更大、抗干扰能力更强。

1 工作原理
Ku波段雷达接收机主要由低噪声混频单元，中频放大单元，本振单元及电源部分组成，信号经天线接收后首先进入低噪声放大单元，对信号进行放大，选频以及混频。之后进入中频放大单元，对信号进行放大，滤波和输出。接收机电路原理框图如图1所示。

2 电路优化设计
2．1 低噪声变频单元设计
低噪声变频单元主要由低噪声放大器、微带带通滤波器、射频放大器和镜像抑制混频器组成。增益、噪声系数、带外抑制、镜像抑制度等是重要的指标，不仅是下变频技术，还有低噪声放大器LNA的设计都是整个通信系统的设计重点。
(1)低噪声放大器。本接收机的最前端是LNA，它的噪声决定了整机噪声系数；考虑到噪声指标要求较高，为减小输入口的损耗，故接收机输入信号由波导口输入后不再加隔离器，这就要求第一级低噪声放大器在保证自身噪声系数低的情况下，还应注意其输入端和波导口的驻波匹配。为保证整机噪声指标，低噪声放大器不但要求噪声系数低，还要设计适当的增益值，以降低低噪声放大器后端给整机噪声指标带来的影响。在该接收机低噪声放大器单元，采用两级低噪声场效应管放大，通过微波低噪声放大器设计理论的计算，结合相应的微波软件进行优化仿真，仿真结果如图2所示。