可变增益放大器AD603在雷达系统中的应用

摘    要：本文介绍了低噪声可变增益放大器AD603在电离层斜向返回探测系统(IOBSS)中的应用。通过引入以AD603为核心的放大电路，改善了雷达系统接收回波信号的信噪比，提高了雷达的信号处理能力。
 关键词：IOBSS；AD603；可变增益；低噪声

概述
IOBSS系统按天线的工作模式可分为收发分开和收发共用两种体制，收发分开体制是接收和发射各占用一部天线，两者异地独立安装；收发共用体制是接收和发射交替使用同一部天线，本文采用收发共用体制。在这种体制中，由于雷达的接收和发射以时分方式共用一个天线，因此发射机和接收机不能同时工作。为了切换天线的工作状态和保护接收机，必须用一个天线开关来控制接收机和发射机的状态(见图1)。在发射机开始发射时，使接收机前端处于关断状态；在发射结束后，打开接收机进行接收，接收机接收完毕后再关断接收机，然后才能打开发射机再次发射探测信号，如此周而复始。因此，电子天线开关成为这种体制的雷达系统中一个重要的组成部分。

AD603介绍
在雷达的接收系统中，需要对接收信号进行解调、整形和放大。但是如果采用单一的增益放大，便会将有用信号与噪声同时放大，对提高接收信号的信噪比没有明显的效果。因此需要设计一种能够自动“识别”接收回波中的有用信号与噪声，然后分别进行放大和衰减的电子开关。
AD603具有低噪声、高频带宽度和稳定性能好的特点，最重要的是它还具有电压控制的可变增益功能，可实现在电子开关中对有用信号和噪声的分别处理。
AD603主要有三种连接方式。在IOBSS中设计的雷达开关采用AD603的工作模式1，即将VOUT与FDBK短路，为宽频带模式，带宽为90MHz，增益为-11.07dB~+31.07dB，其增益计算公式为：Gain(dB) =40VG+10。

AD603对雷达开关的改进
AD603应用于IOBSS雷达系统开关
IOBSS雷达开关是电子开关，原理是通过时序信号TR控制接收机的打开与关闭。当接收机关闭，发射机工作时，由于电子开关的隔离度不严格为零，所以会有微弱地波信号进入接收机。由于地波的强度很大，而接收回波中有用信号的功率通常很小，所以微弱的地波也会对接收回波的信噪比产生显著的影响，从而降低接收机的信号处理能力。
通常的雷达开关后级的放大器部分都是对接收回波进行单一的放大，其结果是有用信号、噪声以及地波都得到了相同的放大。为了进一步改善接收信号的信噪比，本文选用低噪声可变增益放大器AD603。
由AD603的工作原理可知，只要在雷达开关后面加上一级由AD603组成的放大级，通过电压控制便可得到不同的增益值。当接收机关闭，有地波漏入时，AD603增益为负，相当于一个衰减器；当接收机打开，接收回波信号时，AD603增益为正，成为传统的放大级，放大回波信号，这样可有效提高回波信号的信噪比。
IOBSS雷达系统开关电路如图2所示，两块由受控电子开关MAX4566级联后组成雷达开关的前级，每个引脚接上负载进行阻抗匹配。TR为时序控制信号，与控制接收机的时序同步。INPUT是接收回波输入端，与接收机相连。VCC=