可變增益放大器AD603在雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘    要：本文介紹了低噪聲可變增益放大器AD603在電離層斜向返回探測系統(tǒng)(IOBSS)中的應(yīng)用。通過引入以AD603為核心的放大電路，改善了雷達(dá)系統(tǒng)接收回波信號的信噪比，提高了雷達(dá)的信號處理能力。
 關(guān)鍵詞：IOBSS；AD603；可變增益；低噪聲

概述
IOBSS系統(tǒng)按天線的工作模式可分為收發(fā)分開和收發(fā)共用兩種體制，收發(fā)分開體制是接收和發(fā)射各占用一部天線，兩者異地獨(dú)立安裝；收發(fā)共用體制是接收和發(fā)射交替使用同一部天線，本文采用收發(fā)共用體制。在這種體制中，由于雷達(dá)的接收和發(fā)射以時(shí)分方式共用一個(gè)天線，因此發(fā)射機(jī)和接收機(jī)不能同時(shí)工作。為了切換天線的工作狀態(tài)和保護(hù)接收機(jī)，必須用一個(gè)天線開關(guān)來控制接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的狀態(tài)(見圖1)。在發(fā)射機(jī)開始發(fā)射時(shí)，使接收機(jī)前端處于關(guān)斷狀態(tài)；在發(fā)射結(jié)束后，打開接收機(jī)進(jìn)行接收，接收機(jī)接收完畢后再關(guān)斷接收機(jī)，然后才能打開發(fā)射機(jī)再次發(fā)射探測信號，如此周而復(fù)始。因此，電子天線開關(guān)成為這種體制的雷達(dá)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分。

AD603介紹
在雷達(dá)的接收系統(tǒng)中，需要對接收信號進(jìn)行解調(diào)、整形和放大。但是如果采用單一的增益放大，便會將有用信號與噪聲同時(shí)放大，對提高接收信號的信噪比沒有明顯的效果。因此需要設(shè)計(jì)一種能夠自動“識別”接收回波中的有用信號與噪聲，然后分別進(jìn)行放大和衰減的電子開關(guān)。
AD603具有低噪聲、高頻帶寬度和穩(wěn)定性能好的特點(diǎn)，最重要的是它還具有電壓控制的可變增益功能，可實(shí)現(xiàn)在電子開關(guān)中對有用信號和噪聲的分別處理。
AD603主要有三種連接方式。在IOBSS中設(shè)計(jì)的雷達(dá)開關(guān)采用AD603的工作模式1，即將VOUT與FDBK短路，為寬頻帶模式，帶寬為90MHz，增益為-11.07dB~+31.07dB，其增益計(jì)算公式為：Gain(dB) =40VG+10。

AD603對雷達(dá)開關(guān)的改進(jìn)
AD603應(yīng)用于IOBSS雷達(dá)系統(tǒng)開關(guān)
IOBSS雷達(dá)開關(guān)是電子開關(guān)，原理是通過時(shí)序信號TR控制接收機(jī)的打開與關(guān)閉。當(dāng)接收機(jī)關(guān)閉，發(fā)射機(jī)工作時(shí)，由于電子開關(guān)的隔離度不嚴(yán)格為零，所以會有微弱地波信號進(jìn)入接收機(jī)。由于地波的強(qiáng)度很大，而接收回波中有用信號的功率通常很小，所以微弱的地波也會對接收回波的信噪比產(chǎn)生顯著的影響，從而降低接收機(jī)的信號處理能力。
通常的雷達(dá)開關(guān)后級的放大器部分都是對接收回波進(jìn)行單一的放大，其結(jié)果是有用信號、噪聲以及地波都得到了相同的放大。為了進(jìn)一步改善接收信號的信噪比，本文選用低噪聲可變增益放大器AD603。
由AD603的工作原理可知，只要在雷達(dá)開關(guān)后面加上一級由AD603組成的放大級，通過電壓控制便可得到不同的增益值。當(dāng)接收機(jī)關(guān)閉，有地波漏入時(shí)，AD603增益為負(fù)，相當(dāng)于一個(gè)衰減器；當(dāng)接收機(jī)打開，接收回波信號時(shí)，AD603增益為正，成為傳統(tǒng)的放大級，放大回波信號，這樣可有效提高回波信號的信噪比。
IOBSS雷達(dá)系統(tǒng)開關(guān)電路如圖2所示，兩塊由受控電子開關(guān)MAX4566級聯(lián)后組成雷達(dá)開關(guān)的前級，每個(gè)引腳接上負(fù)載進(jìn)行阻抗匹配。TR為時(shí)序控制信號，與控制接收機(jī)的時(shí)序同步。INPUT是接收回波輸入端，與接收機(jī)相連。VCC=