一種雷達系統(tǒng)s波段接收的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雷達系統(tǒng)S波段接收機，所述接收機設置在單片芯片內，所述接收機包括依次串聯(lián)連接的射頻低噪聲放大器、高線性度混頻器、中頻雙轉單電路和中頻功率放大器，在所述高線性度混頻器上并聯(lián)有本振信號驅動器。該S波段接收機被集成在單片芯片內，適用于2100MHz到2500MHz頻率范圍內的射頻信號接收，特別適用于S波段無線電雷達系統(tǒng)信號接收。接收機輸出功率9dBm時，諧波抑制大于30dBc，中頻端口本振信號抑制大于30dBc，射頻端口本振信號抑制大于30dBc。接收機抗燒毀最大射頻輸入功率20dBm。該機具有集成度高、性能好，成本低等特點。
【專利說明】一種雷達系統(tǒng)S波段接收機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及雷達通信【技術領域】，具體涉及一種雷達系統(tǒng)S波段接收機。

【背景技術】
[0002]相控陣雷達由于其快速的掃描速率，多目標搜索、跟蹤能力，超強的抗干擾能力和極高的可靠性，成為軍用雷達的研宄重點；隨著高功率固態(tài)器件及單片微波集成電路的不斷發(fā)展，相控陣雷達的每個單元通道中可以設置固態(tài)T/R組件(一個無線收發(fā)系統(tǒng)中視頻與天線之間的部分，T/R組件一端接天線，一端接中視頻處理單元就構成一個無線收發(fā)系統(tǒng))，成為有源相控陣雷達，提高了可靠性、探測威力和抗干擾能力。但是由于有源相控陣雷達天線眾多，接收和發(fā)射單元數(shù)量巨大，導致其體積龐大，成本高昂。
[0003]S波段雷達廣泛應用于軍事領域的大范圍目標搜索、監(jiān)視和跟蹤，其研制和發(fā)展對國防建設具有重大意義。S波段有源相控陣雷達已是現(xiàn)代先進戰(zhàn)機，軍艦和各種先進防御系統(tǒng)的必備配置，因此雷達體積的減小，可靠性的提高意義非凡。現(xiàn)階段S波段雷達的有源模塊基本都是采用分立器件或者單功能(GaAs MMIC)砷鎵單片微波集成電路的芯片來實現(xiàn)，導致系統(tǒng)復雜，體積龐大，成本高，可靠性和可維護性相對較差；雷達系統(tǒng)T/R組件和收發(fā)機的全芯片化是進一步減小雷達體積，降低成本，提高可靠性的關鍵。采用(SiGe)硅砷工藝設計的射頻芯片具有比(GaAs)砷鎵低得多的價格，且能將各種功能模塊集成于單一芯片中，具有極高的系統(tǒng)集成能力，能降低雷達系統(tǒng)的復雜度和整體成本，提高可維護性。但是由于雷達應用信號的特殊性，其對S波段接收機的噪聲系數(shù)和線性度要求極高，在高達3GHz的S波段，現(xiàn)有(SiGe)硅砷單芯片接收機難以滿足系統(tǒng)要求，迫切需要設計出低增益，低噪聲系數(shù)，高線性度的射頻接收機芯片。
[0004]中國專利ZL:201120178401.8公開了一種全固態(tài)S波段近程空管一次雷達，采用高/低波束、線/圓極化可選技術天線，能產生高增益、低副瓣、波束下沿銳截止的超余割平方方向圖；發(fā)射機采用全固態(tài)、多通道并聯(lián)合成技術；具有單通道頻率分集工作模式；具有射頻自適應時間靈敏度控制的大動態(tài)數(shù)字化接收機；具有200:1的高壓縮比非線性調頻數(shù)字脈沖壓縮功能；信號處理器采用了 AMTD處理；具有獨立氣象通道，可監(jiān)視機場周圍危害飛行安全的氣象狀況；具有雙套冗余的系統(tǒng)結構，在其中一個通道失效時具有系統(tǒng)自動重新配置功能；具有完善的BIT設計，備件可以在線更換；具有遙控和遠程監(jiān)視功能；天線轉臺的結構件和機電設備具有長壽命和免維護的特點。但該雷達采用分離器件制成，體積龐大，價格昂貴，耗電量大，不便于移動。
實用新型內容
[0005]本實用新型目的在于，克服現(xiàn)有技術中的缺陷，提供一種集成在單片芯片內，集成度高、性能好，成本低的小型雷達系統(tǒng)S波段接收機。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是:提供一種雷達系統(tǒng)S波段接收機，所述接收機設置在芯片內，所述接收機包括依次串聯(lián)連接的射頻低噪聲放大器、高線性度混頻器、中頻雙轉單電路和中頻功率放大器，在所述高線性度混頻器上并聯(lián)有本振信號驅動器。
[0007]其中優(yōu)選的技術方案是，所述的接收機的增益為12dB。
[0008]優(yōu)選的技術方案還有，所述射頻低噪聲放大器為單片集成硅鍺異質結雙極晶體管低噪聲放大器。
[0009]優(yōu)選的技術方案還有，所述高線性度混頻器為自適應式高線性度混頻器，高線性度混頻器的增益為13dB。
[0010]優(yōu)選地，所述本振信號驅動器的本振頻率為2300M?3000MHz。
[0011]本實用新型的優(yōu)點及有益效果是，該雷達系統(tǒng)S波段接收機被集成在單片芯片內，適用于2100MHz到2500MHz頻率范圍內的射頻信號接收，特別適用于S波段無線電雷達系統(tǒng)信號接收。接收機采用5V單電源供電，集成了接收通道的所有模塊，整體增益僅為12dB，噪聲系數(shù)小于10dB，輸入三階交調點(IIP3)大于lldBm，輸出IdB壓縮點(OPldB)大于12dBm。接收機輸出功率9dBm時，諧波抑制大于30dBc，中頻端口本振信號抑制大于30dBc，射頻端口本振信號抑制大于30dBc。接收機抗燒毀最大射頻輸入功率20dBm。該機具有集成度高、性能好，成本低等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型雷達系統(tǒng)S波段接收機的電路原理圖。
[0013]圖中:1_射頻低噪聲放大器，2-高線性度混頻器，3-本振信號驅動器，4-中頻雙轉單電路，5-中頻功率放大器。

【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本實用新型雷達系統(tǒng)S波段接收機采用5V單電源供電，集成了依次連接的(LNA)射頻低噪聲放大器1、(Mixer)高線性度混頻器2、(L0_Buffer)本振信號驅動器3、(DTS)中頻雙轉單電路4和(IFPA)中頻功率放大器5。接收射頻頻率范圍2100M-2500MHz，本振信號頻率范圍2300M_3000MHz，輸出中頻頻率200M_500MHz ;接收機整體增益僅為12dB，噪聲系數(shù)小于10dB，輸入三階交調點(IIP3)大于lldBm，輸出IdB壓縮點(OPldB)大于12dBm。接收通道采用一次變頻的接收機結構，輸入S波段雷達信號首先通過射頻低噪聲放大器I進行低噪聲放大，經過單片芯片上的人部雙向式的平衡至非平衡轉換器(balun)【有兩個作用，阻抗變換和非平衡-平衡轉換。是為了發(fā)射單元的輸出阻抗與天線阻抗匹配】轉換為差分信號以后再由高線性度混頻器2下變頻到中頻頻率，中頻差分輸出信號通過中頻雙轉單電路4轉換為單端信號，最后經過中頻功率放大器5進行功率放大后輸出。
[0015]本實用新型結構的接收機各模塊電路都具有極高的線性度，因此能夠處理較大的輸入信號。射頻低噪聲放大器I采用SiGe HBT晶體管設計(射頻低噪聲放大器為單片集成硅鍺異質結雙極晶體管低噪聲放大器)，輸出通過單片芯片上balun轉換為差分信號驅動高線性度混頻器2，在2100M-2500MHZ頻帶范圍內增益為13dB，噪聲系數(shù)2dB，采用自適應偏置電路提高線性度，使輸出IdB壓縮點高于16dBm;由于整個系統(tǒng)的增益要求小(12dB)，因此下變頻器的線性度決定了整個接收機的線性度，
[0016]本實用新型采用無源高線性度混頻器2配合大擺幅本振信號驅動器實現(xiàn)高線性度的下變頻器，本振頻率2300M-3000MHZ，輸出中頻頻率可以在200MHz-500MHz之間靈活選擇，變頻損耗3dB，噪聲系數(shù)小于16dB，輸入三階交調點(IIP3)大于26dBm;高線性度混頻器2輸出的差分中頻信號通過中頻雙轉單電路4進行雙轉單變換，變換損耗6dB，單端中頻信號由中頻功率放大器5進行功率放大后輸出，中頻雙轉單電路4和中頻功率放大器5的整體增益為2dB，輸出功率大于15dBm。
[0017]接收機芯片的所有輸入輸出端口都采用匹配網絡實現(xiàn)50歐姆阻抗匹配，輸出功率9dBm時，諧波抑制大于30dBc，中頻端口本振信號抑制大于30dBc，射頻端口本振信號抑制大于30dBc。接收機抗燒毀最大射頻輸入功率20dBm。
[0018]雷達系統(tǒng)S波段接收機的S波段雷達射頻信號首先通過芯片的3號引腳輸入到射頻低噪聲放大器I中進行低噪聲放大，其輸出在負載端經過單片芯片上balun轉換為差分信號以后再輸入到高線性度混頻器2中進行下變頻到中頻頻率，高線性度混頻器2的本振驅動由本振信號驅動器3提供，本振信號驅動器3模塊將外部輸入的OdBm左右的本振信號進行整形放大，轉換為差分大擺幅信號以后驅動高線性度混頻器2。高線性度混頻器2輸出的中頻差分信號首先通過中頻雙轉單電路4轉換為單端信號，然后經過中頻功率放大器5進行功率放大后從單片芯片的13號引腳輸出。
[0019]接收機芯片中所有的模塊均有電源管理功能，用戶可通過6號PWD引腳輸入高電平(5V)關閉整個接收機。
[0020]本實用新型不限于上述實施方式，本領域技術人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進或變更，都不會超出本實用新型的構思和所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種雷達系統(tǒng)S波段接收機，其特征在于，所述接收機設置在單片芯片內，所述接收機包括依次串聯(lián)連接的射頻低噪聲放大器、高線性度混頻器、中頻雙轉單電路和中頻功率放大器，在所述高線性度混頻器上并聯(lián)有本振信號驅動器。
2.如權利要求1所述的雷達系統(tǒng)S波段接收機，其特征在于，所述的接收機的增益為12dB0
3.如權利要求1所述的雷達系統(tǒng)S波段接收機，其特征在于，所述射頻低噪聲放大器為單片集成硅鍺異質結雙極晶體管低噪聲放大器。
4.如權利要求1所述的雷達系統(tǒng)S波段接收機，其特征在于，所述高線性度混頻器為自適應式高線性度混頻器，高線性度混頻器的增益為13dB。
5.如權利要求1所述的雷達系統(tǒng)S波段接收機，其特征在于，所述本振信號驅動器的本振頻率為2300M?3000MHz。
【文檔編號】H04B1/16GK204231333SQ201420734792
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權日:2014年11月28日
【發(fā)明者】萬佳, 趙新強, 李棟, 謝李萍, 韓文濤 申請人:北京愛潔隆技術有限公司, 萬佳