線性和對數(shù)雙通道150MHz中頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?

惠新亮

（中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所西安710068）

線性和對數(shù)雙通道150MHz中頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?

惠新亮

（中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所西安710068）

論文設(shè)計(jì)且實(shí)現(xiàn)同時(shí)具有線性和對數(shù)雙通道的150MHz中頻接收機(jī)。該接收機(jī)的線性通道AGC具有0dB-31.37dB可調(diào)范圍，增益為20.35dB，而對數(shù)通道在輸入動態(tài)范圍86dB時(shí)，其對應(yīng)的輸出動態(tài)范圍應(yīng)大于38.15dB，± 25MHz時(shí)帶外抑制均要大于45dB。

中頻接收機(jī)；對數(shù)；線性；AGC

Class NumberTN773

1 引言

近年來，各項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展對于接收機(jī)的性能要求越來越高，對接收機(jī)的線性度、動態(tài)范圍、抗干擾能力、適應(yīng)性等方面的性能和指標(biāo)提出了越來越苛刻的要求［1～3］。另外，現(xiàn)代作戰(zhàn)模式需要能夠處理大動態(tài)范圍的目標(biāo)回波信號的中頻接收機(jī)［3，9］。無論國內(nèi)或國外，在設(shè)計(jì)雷達(dá)中頻接收機(jī)時(shí)，為了保證其動態(tài)范圍，大多數(shù)采用自動增益控制設(shè)計(jì)方案［5，9］。而基于對數(shù)放大器的中頻接收機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更大動態(tài)范圍［11］，且具有較好的幅相一致性、較強(qiáng)的抗干擾能力［4，6～8，10］，因此，對同時(shí)具有線性和對數(shù)雙通道的中頻接收機(jī)進(jìn)行較深入的設(shè)計(jì)研究對雷達(dá)接收技術(shù)的發(fā)展有重要的意義。

本文主要介紹一種同時(shí)具有線性和對數(shù)雙通道的中頻接收機(jī)。該接收機(jī)的中頻輸入信號經(jīng)過耦合器分兩路輸出，其中一路通過數(shù)控衰減器、中頻放大器及濾波器來實(shí)現(xiàn)通道AGC、增益和抗干擾等；另外一路通過中頻匹配放大器、對數(shù)放大器和濾波器來實(shí)現(xiàn)通道大動態(tài)范圍和抗干擾等。

2 中頻接收機(jī)設(shè)計(jì)

該電路主要是將射頻模塊輸出的150MHz中頻信號進(jìn)過耦合器分為兩路，然后通過放大器、濾波器對接收到的微弱信號進(jìn)行放大、濾波處理，同時(shí)抑制來自外部的干擾、雜波以及機(jī)內(nèi)的噪聲，使信號保持盡可能多的目標(biāo)信息，用以進(jìn)行下一步的信號處理和數(shù)據(jù)處理［1～3，9］。其原理框圖見圖1。

2.1 線性通道設(shè)計(jì)

主要技術(shù)指標(biāo)：

?中頻線性支路增益：≥16dB；

?中頻線性支路AGC控制范圍：0dB～31.5dB；

?匹配濾波器帶寬：30 MHz±1MHz（3dB）

TQP4M9071為6位進(jìn)0.5dB數(shù)控衰減器，以此來實(shí)現(xiàn)AGC為0dB～31.5dB的增益可調(diào)范圍?？紤]到失配和連接器引入的損耗3dB，且線性通道各個(gè)器件的插損，因此選擇13所的HES387A放大器。

2.2 對數(shù)通道設(shè)計(jì)

主要技術(shù)指標(biāo)：

?中頻對數(shù)支路輸入動態(tài)范圍：-78dBm～+8dBm（86dB）；

?中頻對數(shù)支路輸出動態(tài)范圍：-25dBm～10dBm（35dB）；

?中頻對數(shù)支路輸出P-1：≥10dBm；

?匹配濾波器帶寬：30 MHz±1MHz（3dB）。

輸入信號動態(tài)為-78dBm～+8dBm，經(jīng)過6dB耦合器，信號動態(tài)為-84dBm～+2dBm。對數(shù)放大器選擇24所SFM8542K器件，其輸入動態(tài)為范圍：-74dBm～+12dBm，為了使輸入信號和對數(shù)放大器動態(tài)匹配，對數(shù)放大前增加一級匹配10dB放大。

3 中頻接收機(jī)測試結(jié)果

通過對線性通道和對數(shù)通道的技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算和分析，完成了器件的選擇和鏈路的計(jì)算，并完成了原理圖和PCB的設(shè)計(jì)及加工。線性通道和對數(shù)通道測試結(jié)果分別如圖2和圖3所示。

3.1 線性通道

通過對線性通道的測試，其測試結(jié)果如圖2所示：圖2（a）為衰減量和增益與衰減狀態(tài)的關(guān)系，由圖可知，其衰減范圍為0dB～31.37dB，增益為20.35，即增益或輸出信號的可調(diào)動態(tài)范圍為0dB～31.37dB。其與設(shè)計(jì)要求偏差0.41%，屬于器件允許的誤差之內(nèi)；對150MHz中頻信號±10MHz帶寬內(nèi)的增益研究發(fā)現(xiàn)，該帶寬內(nèi)的增益平均值為20.33dB，增益平坦度為0.4dB，如圖2（b）所示；另外，當(dāng)輸入信號為-30dBm時(shí)，其輸出信號的3dB帶寬為30.14MHz，帶外抑制在±25MHz時(shí)分別為45.85dB和46.43dB，如圖2（c）所示。該線性通道的性能均滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 對數(shù)通道

通過對對數(shù)通道的測試，其測試結(jié)果如圖3所示：當(dāng)輸入信號為-78dBm時(shí)，其中頻輸出信號為-26.06dBm，輸入信號為8dBm時(shí)，其對應(yīng)的中頻輸出信號為12.09dBm，即輸出動態(tài)范圍為-26.06～12.09dBm，其值大于35dB，且P-1為12.09dBm，如圖3（a）所示；另外，當(dāng)輸入信號為-40dBm時(shí)，其輸出信號的3dB帶寬為30.7MHz，帶外抑制在±25MHz時(shí)分別為49.35dB和51.32dB，如圖3（b）所示。該對數(shù)通道的性能均滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

本文通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了中頻信號為150MHz的同時(shí)具有線性和對數(shù)雙通道的中頻接收機(jī)。其線性通道AGC具有0dB～31.37dB可調(diào)范圍，增益為20.35dB，±10MHz的增益平坦度為0.4dB，且當(dāng)輸入信號為-30dBm時(shí)，3dB帶寬為30.14MHz，±25MHz時(shí)其帶外抑制分別為45.85dB和46.43dB。同樣，對數(shù)通道在輸入動態(tài)范圍為86dB時(shí)，其輸出動態(tài)范圍為38.15dB，且P-1為12.09dBm。另外，當(dāng)輸入信號為-40dBm時(shí)，3dB帶寬為30.7MHz，帶外抑制在±25MHz時(shí)分別為49.35dB和51.32dB。

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Design and Implementation of 150MHz IF Receiver with a Linear and Logarithmic Dual-channel Channel

HUI Xinliang
（The Twentieth Institute of China Electronics Technology Group Corporation，Xi'an710068）

This paper describes a dual channel of 150MHz IF receiver，which has achieved linear and logarithmic channel on a board.For the linear channel，the automatic gain control（AGC）adjustable range is from 0dB to 31.37dB.And the gain of the channel is 20.35dB.When the dynamic range of input is 86dB，the dynamic range of output is 38.15dB correspondingly.Compared with the signal of the center frequency，the out-of-band suppression is bigger than 45dB when the signal goes to±25MHz.

IF receiver，linear channel，logarithmic channel，AGC

TN773

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.06.014

2016年12月7日，

2017年1月28日

惠新亮，男，碩士研究生，工程師，研究方向：射頻電路的設(shè)計(jì)與開發(fā)。