L波段相控阵雷达T/R模块关键电路设计

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:aorong
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随着科技的发展,经济建设和国防建设中对相控阵雷达的要求也在不断地提高,而相控阵雷达的每个天线单元上都设置有一个T/R模块,它的好坏将直接影响着雷达的性能。因此作为相控阵雷达中的一个关键部分,T/R模块(Transmit/Receive Module)也越来越受到人们的关注。本文中介绍了相控阵雷达T/R模块的基本结构和工作原理以及T/R模块中的关键电路,如:功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)和移相器(PS)。当T/R模块工作在发射状态下,通常需要由移相器来改变改变天线单元之间信号的相位关系,而在T/R模块中的移相器之后通常还会有一个低噪声放大器,低噪声放大器会提供一个大的增益用来放大天线的发射信号,并且抑制后面模块产生的噪声。当T/R模块工作在接收状态时,主要由组件中的功率放大器接收信号,需要采用功率放大器来将接收到的微小电磁波信号的功率放大,用以后续的处理及分析。本文采用微带线技术设计了L波段(1.2-2.0GHz)的A类功率放大器、低噪声放大器和6位移相器,并采用并根据原理图设计的结果画出电路版图进行仿真。其中,利用微带线技术设计的功率放大器的小信号增益大于15.3dB,输出1dB压缩点约为31.740dBm,效率约为25.08%,对应的输入功率大约为16dBm,增益约为15.74;低噪声放大器的小信号增益大于18.2dB,输入输出驻波比均小于-15dB,噪声系数小于1.08dB,增益的平坦度为1.3dB,;每一位移相器的插入损耗小于3dB, RMS误差小于6。。此外,本文还采用0.18μm CMOS工艺设计了6位移相器,并与采用微带线技术所设计的结果进行了比较。
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