P波段瞬态极化雷达系统T/R组件设计

，在带外滤波特性极为陡峭，抑制性能较好，通带纹波小于0.3dB；通带和阻带指标达到了设计要求。

图5 接收预选滤波器性能实测结果

3.4 低噪声放大器设计

在各种特定(带宽BW、解调信噪比S/N已定)的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。本系统的低噪声放大器采用两级串联的形式，在噪声系数满足设计指标的同时具有足够高的增益。前级采用万通的WHM02AE，后级采用Mini-circuits的MAR-8ASM。由于WHM02AE只使用数量很少的不同的外围元器件，因此它能形成最低的噪声系数和最佳的匹配，并且适用于各种频段的放大器。低噪声放大器的增益较高，封闭在30mm×30mm×20mm的腔体内，需要避免自激，两个放大管均为无条件稳定的，因此实际使用中主要是避免输出到输入的反馈。首先，在电路结构设计上做到充分的电源滤波，其次是在PCB布板上做好阻抗控制、尽量增加两级的距离，图6为低噪声放大器的实物图。

图6 低噪声放大器实物

图7给出了低噪声放大器性能测试结果，可以看出低噪声放大器约有45dB的增益，实测的结果达到设计的目标。

图7 低噪声放大器实测结果

图8是将功率放大器高速开关、预选滤波器、低噪声放大器，接收开关以及限幅器集成在一起并采用腔体进行屏蔽的实物图。

图8 T/R组件屏蔽腔内电路实物图

4 性能测试结果

T/R组件主要完成发射功率放大，收发隔离和接收低噪声放大等功能。图9是完整的T/R组件实物：

图9 完整的T/R组件实物

经测试，T/R组件达到的主要电气指标如下：

工作频率：420 MHz-450MHz； 发射功率：≥50W； 发射通道增益：41±1dB； 接收通道增益：45±0.5dB； 接收通道噪声系数：≤2.5dB； 收发隔离度：≥90dB；

5 结论

瞬态极化雷达系统的发射功率小，作用距离短，因此雷达的作用盲距不能太大，这就要求射频前端的T/R组件有很高的转换速度。目前，能够承受数十瓦功率的T/R转换器的转换速度都在几十微秒到毫秒量级，因此造成的盲距均在数公里以上，而且体积较大，价格昂贵，显然不适合本系统。

通过广泛分析计算可能的技术方案，最终确定了环行器，限幅器和射频开关相结合的T/R转换器的研制方案。接收机噪声系数主要由天线到低噪声放大器之间的传输损耗和低噪声放大器的增益和噪声系数决定。在系统设计与实现过程中，通过尽量减少传输损耗并提高第一级低噪声放大器的增益，以降低接收机的噪声系数。

该方案以较低的研制成本达到系统的需求，几乎是目前唯一可行的方案。实验证明，在保证安全的情况下，研制的T/R组件承受的功率超过100W，造成的盲距小于800米，达到设计指标要求。