超宽带信号低噪放大电路的设计与实现

4 脉冲信号放大的实现

实际穿墙探测雷达系统中产生的脉冲波形和它的频谱如图4所示：


图4脉冲信号的时域和频域波形

从图4(a)中可以看出此脉冲波形的正峰值幅度为85.2mV，脉冲宽度约为718.5ps，从频谱图中可以看出，信号的-lOdB带宽约为1GHz，对应的下限频率为300MHz，上限频率为1.3GHz，中心频率为800MHz，频谱能量最高点对应的功率为-39．64dBm，这个功率在放大器能线性放大的输入功率范围内，所以可以用放大器将此脉冲进行放大。把脉冲产生器和放大电路直接相连，测得放大后的脉冲波形和频谱如图5所示：


图5脉冲放大后的波形和频谱

从图5(a)看出，经放大后超宽带脉冲信号的波形保持得较好，脉冲的正峰值电压幅度被放大到858.4mV，放大了10倍。由于设计的放大器的工作带宽比脉冲的频谱宽，放大后的脉冲宽度展宽得很少，约为798.5ps，也没有出现拖尾现象。由于所设计的放大电路的噪声系数小于1.5dB，基本上看不到脉冲放大后电路引入的噪声。从图5(b)看出，脉冲的频谱也基本保持得较好，频谱能量最高点对应的功率放大到-21.52dBm。从图5中看出由于放大器低端的增益比较高，所以脉冲放大后频谱的低端能量也放大得比较多，而高端比低端放大得稍微少一点。总体上讲，该放大电路对脉冲信号的放大效果良好。

5 总结

利用Aglient-ADS软件设计出了超宽带信号的低噪声放大电路，其工作频段为100MHz～1.8GHz，增益约为23.6dB，噪声系数小于1.5 dB，实测结果比较理想．对窄脉冲信号的正峰值可以放大约lO倍，为后期课题的进展奠定了良好的基础。

本文作者创新点：本文根据困家自然科学基金项目“基于UWB信号的隐藏活动目标自适应检测技术研究”的需要，设计了一个可以将UWB脉冲信号放大的超宽带低噪声放大器，并取得了良好的放大效果。

作者：蒋俊杰    来源：《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2009年第25卷第1-2期