【摘 要】
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现代战争是电子战和信息战的战争。为了满足侦察、干扰、探测、通信等多样化的作战需求,一个完备的作战平台往往集成了多种分立的电子作战装备,极大限制了作战平台的机动性能。而集侦察、干扰、探测、通信于一体的侦干探通一体化作战平台通过参数可配置的硬件和软件实现单一平台多功能于一体,体积小、灵活度高,是未来作战平台发展的必然趋势。可重构接收机在不改变硬件的条件下仅通过调整可配置参数即可以实现多种信号处理模式,
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现代战争是电子战和信息战的战争。为了满足侦察、干扰、探测、通信等多样化的作战需求,一个完备的作战平台往往集成了多种分立的电子作战装备,极大限制了作战平台的机动性能。而集侦察、干扰、探测、通信于一体的侦干探通一体化作战平台通过参数可配置的硬件和软件实现单一平台多功能于一体,体积小、灵活度高,是未来作战平台发展的必然趋势。可重构接收机在不改变硬件的条件下仅通过调整可配置参数即可以实现多种信号处理模式,是多功能一体化作战平台的重要组成部分。本文围绕侦干探通一体化应用对可重构接收机芯片关键技术展开研究,着重对系统架构及超宽带低噪声放大器（UWB LNA）、正交移相电路（IQ Shifter）、混频器（Mixer）、带宽可配置低通滤波器（Tunable LPF）、带失调校准的可编程增益放大器（PGA）等关键技术进行了深入研究。（1）针对侦干探通复杂多样的应用需求,本文提出了0.5GHz-16GHz可重构接收机系统架构,灵活性强,并能有效降低研发成本,提高设备利用率。（2）为了实现0.5-16GHz超宽带可重构,引入0.5-8GHz和8-16GHz两路超宽带低噪声放大器。采用带电阻负反馈的共源共栅放大器结构,并在反馈支路加入源随器,弱化输入阻抗匹配与增益间的折中关系,提高设计灵活度。（3）为了保证正交移相器的幅度匹配和相位匹配,0.5-8GHz链路移相采用二分频结构,8-16GHz链路正交移相采用基于电阻电容的多相滤波器（RC PPF）结构。（4）采用双平衡吉尔伯特混频器实现下变频,并保证端口隔离度。（5）为了灵活满足窄带应用与宽带应用,引入基于改进型Sallen-Key滤波器的带宽可配置低通滤波器,实现了59MHz-1GHz的可调范围。其中的单位增益放大器采用超级源随器（Super SF）并位于反馈支路以提高带宽与线性度。（6）为了提高增益可调范围,引入了可编程跨导放大器,基于源级负反馈电阻可调的共源放大器结构,并提出基于并联可调校准电流源的失调校准,将输出失调电压降至4.5m V。基于TSMC 65nm 1P9M CMOS工艺,本文完成了面向侦干探通一体化的0.5-16GHz可重构接收机射频前端的电路设计与前仿真、版图绘制以及后仿真。芯片面积为1480*1092μm2,功耗约为417.9m W。后仿结果表明,0.5-8GHz链路实现了33.1d B-62.2d B的增益可调范围以及2.4d B的增益可调步长,最大噪声系数（NF）随增益变化不超过10.8d B,带宽在41MHz-1.03GHz间可调,最小增益下输入三阶交调点（IIP3）为-38.9d Bm;8GHz-16GHz链路实现了26.2d B-54.9d B的可调增益以及2.4d B的增益可调步长,最大噪声系数随增益变化不超过15d B,带宽在41MHz-1.08GHz间可调,最小增益下IIP3为-24.3dBm,基本满足侦干探通一体化的设计需求。
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