可變增益放大器AD603在雷達系統中的應用

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(IOBSS)中的應用。通過引入以AD603為核心的放大電路，改善了雷達系統接收回波信號的信噪比，提高了雷達的信號處理能力。
 關鍵詞：IOBSS；AD603；可變增益；低噪聲

概述
IOBSS系統按天線的工作模式可分為收發分開和收發共用兩種體制，收發分開體制是接收和發射各占用一部天線，兩者異地獨立安裝；收發共用體制是接收和發射交替使用同一部天線，本文采用收發共用體制。在這種體制中，由于雷達的接收和發射以時分方式共用一個天線，因此發射機和接收機不能同時工作。為了切換天線的工作狀態和保護接收機，必須用一個天線開關來控制接收機和發射機的狀態(見圖1)。在發射機開始發射時，使接收機前端處于關斷狀態；在發射結束后，打開接收機進行接收，接收機接收完畢后再關斷接收機，然后才能打開發射機再次發射探測信號，如此周而復始。因此，電子天線開關成為這種體制的雷達系統中一個重要的組成部分。

AD603介紹
在雷達的接收系統中，需要對接收信號進行解調、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。因此需要設計一種能夠自動“識別”接收回波中的有用信號與噪聲，然后分別進行放大和衰減的電子開關。
AD603具有低噪聲、高頻帶寬度和穩定性能好的特點，最重要的是它還具有電壓控制的可變增益功能，可實現在電子開關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中設計的雷達開關采用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，其增益計算公式為：Gain(dB) =40VG+10。

AD603對雷達開關的改進
AD603應用于IOBSS雷達系統開關
IOBSS雷達開關是電子開關，原理是通過時序信號TR控制接收機的打開與關閉。當接收機關閉，發射機工作時，由于電子開關的隔離度不嚴格為零，所以會有微弱地波信號進入接收機。由于地波的強度很大，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生顯著的影響，從而降低接收機的信號處理能力。
通常的雷達開關后級的放大器部分都是對接收回波進行單一的放大，其結果是有用信號、噪聲以及地波都得到了相同的放大。為了進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，只要在雷達開關后面加上一級由AD603組成的放大級，通過電壓控制便可得到不同的增益值。當接收機關閉，有地波漏入時，AD603增益為負，相當于一個衰減器；當接收機打開，接收回波信號時，AD603增益為正，成為傳統的放大級，放大回波信號，這樣可有效提高回波信號的信噪比。
IOBSS雷達系統開關電路如圖2所示，兩塊由受控電子開關MAX4566級聯后組成雷達開關的前級，每個引腳接上負載進行阻抗匹配。TR為時序控制信號，與控制接收機的時序同步。INPUT是接收回波輸入端，與接收機相連。VCC=