可變增益放大器AD603在雷達系統(tǒng)中的應用
摘 要：本文介紹了低噪聲可變增益放大器AD603在電離層斜向返回探測系統(tǒng)(IOBSS)中的應用。通過引入以AD603為核心的放大電路,改善了雷達系統(tǒng)接收回波信號的信噪比,提高了雷達的信號處理能力。
關鍵詞：IOBSS;AD603;可變增益;低噪聲
概述
IOBSS系統(tǒng)按天線的工作模式可分為收發(fā)分開和收發(fā)共用兩種體制,收發(fā)分開體制是接收和發(fā)射各占用一部天線,兩者異地獨立安裝;收發(fā)共用體制是接收和發(fā)射交替使用同一部天線,本文采用收發(fā)共用體制。在這種體制中,由于雷達的接收和發(fā)射以時分方式共用一個天線,因此發(fā)射機和接收機不能同時工作。為了切換天線的工作狀態(tài)和保護接收機,必須用一個天線開關來控制接收機和發(fā)射機的狀態(tài)(見圖1)。在發(fā)射機開始發(fā)射時,使接收機前端處于關斷狀態(tài);在發(fā)射結束后,打開接收機進行接收,接收機接收完畢后再關斷接收機,然后才能打開發(fā)射機再次發(fā)射探測信號,如此周而復始。因此,電子天線開關成為這種體制的雷達系統(tǒng)中一個重要的組成部分。
AD603介紹
在雷達的接收系統(tǒng)中,需要對接收信號進行解調、整形和放大。但是如果采用單一的增益放大,便會將有用信號與噪聲同時放大,對提高接收信號的信噪比沒有明顯的效果。因此需要設計一種能夠自動“識別”接收回波中的有用信號與噪聲,然后分別進行放大和衰減的電子開關。
AD603具有低噪聲、高頻帶寬度和穩(wěn)定性能好的特點,最重要的是它還具有電壓控制的可變增益功能,可實現(xiàn)在電子開關中對有用信號和噪聲的分別處理。
AD603主要有三種連接方式。在IOBSS中設計的雷達開關采用AD603的工作模式1,即將VOUT與FDBK短路,為寬頻帶模式,帶寬為90MHz,增益為-11.07dB~+31.07dB,其增益計算公式為：Gain(dB) =40VG+10。
AD603對雷達開關的改進
AD603應用于IOBSS雷達系統(tǒng)開關
IOBSS雷達開關是電子開關,原理是通過時序信號TR控制接收機的打開與關閉。當接收機關閉,發(fā)射機工作時,由于電子開關的隔離度不嚴格為零,所以會有微弱地波信號進入接收機。由于地波的強度很大,而接收回波中有用信號的功率通常很小,所以微弱的地波也會對接收回波的信噪比產(chǎn)生顯著的影響,從而降低接收機的信號處理能力。
通常的雷達開關后級的放大器部分都是對接收回波進行單一的放大,其結果是有用信號、噪聲以及地波都得到了相同的放大。為了進一步改善接收信號的信噪比,本文選用低噪聲可變增益放大器AD603。
由AD603的工作原理可知,只要在雷達開關后面加上一級由AD603組成的放大級,通過電壓控制便可得到不同的增益值。當接收機關閉,有地波漏入時,AD603增益為負,相當于一個衰減器;當接收機打開,接收回波信號時,AD603增益為正,成為傳統(tǒng)的放大級,放大回波信號,這樣可有效提高回波信號的信噪比。
IOBSS雷達系統(tǒng)開關電路如圖2所示,兩塊由受控電子開關MAX4566級聯(lián)后組成雷達開關的前級,每個引腳接上負載進行阻抗匹配。TR為時序控制信號,與控制接收機的時序同步。INPUT是接收回波輸入端,與接收機相連。VCC=±5V。通過前級開關的回波信號從OUT1端送出,進入AD603的輸入端VINP,VG是增益控制電壓,取值為-500mV~+500mV,OUT為AD603輸出端,經(jīng)過改善了信噪比的回波信號從這里送入到下一級。
