L波段有源相控阵雷达收发组件的研究与实现

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在复杂多变的电磁环境下,有源相控阵雷达因其天线波束变化速度快、空间功率合成能力强的特点,能够可靠、高效完成多目标跟踪、高数据搜索等工作,从而被广泛应用于舰载预警、敌我识别、气象探测等领域。收发组件是有源相控阵雷达架构的核心,其性能的优劣直接影响雷达系统的工作性能,其中,对干扰信号的抑制能力是收发组件的关键指标之一。因此,合理设计出干扰抑制能力强、可靠性高的收发组件可以提高有源相控阵雷达的工作性能,拓宽其应用场景。本文从提高收发组件干扰抑制能力这一需求出发,设计了一种用于L波段的、可以有效抑制镜像干扰与谐波干扰的有源相控阵收发组件,主要工作内容如下:(1)阐述了收发组件的基本理论。包括收发组件中各项关键技术指标和目前典型的收发组件结构,针对本次设计的频率范围与镜像抑制指标等,选择采用数字中频结构,其优点是结构简单、干扰抑制能力强、可靠性高。(2)分析了收发组件中低噪放电路的非线性失真问题。从非线性模型出发,介绍了低噪放电路非线性失真的原因及影响,分析优化偏置、负反馈、谐波终端技术提高线性度的原理及各自优缺点,并通过仿真验证效果。使用优化偏置技术完成了B3频段高线性度低噪放电路的设计,实测表明,该电路增益为33d B,三阶截断点输出功率大于38d Bm。(3)设计了一种有效抑制镜像干扰和谐波干扰的有源相控阵收发组件。根据数字中频结构与收发组件的技术指标,引入窄带滤波器组件降低镜像干扰;通过合理分配指标及各单元电路的器件选型,提高电路的谐波抑制能力。并对收发组件的收发链路进行仿真、加工以及实物测试,结果表明接收链路的输出功率为6.7d Bm,噪声系数为2d B,镜像抑制大于57d B,发射链路的输出功率为39.6d Bm,谐波抑制度大于60dBc,满足指标要求,该电路设计具有可行性和可靠性。
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