收发前端广泛应用于军用雷达中。现代雷达与制导、电子对抗、通信、遥感遥测系统的工作频率已逐步由微波波段扩展到毫米波波段,因此收发前端的工作频率也不断上升。毫米波收发前端具有尺寸小,重量轻等优点,更适合现代军事系统的要求。毫米波收发前端的基本单元是毫米波器件,其性能的优劣直接影响整个前端的性能。毫米波器件又分为无源器件和有源器件,本文从这两个方面对毫米波收发前端的理论和设计进行了研究。课题中关键的无源器件主要是毫米波波导微带过渡和滤波器。通过对三种毫米波波导到微带过渡结构的理论探讨和仿真研究,最终选择了波导微带探针过渡。以滤波器理论为基础,结合仿真软件采用参数提取的方法设计了发射支路中的毫米波带通滤波器。本振支路中和接收支路中的滤波器分别设计的是带阻滤波器和LC低通滤波器。系统中的有源器件主要是毫米波放大器、倍频器、混频器。结合系统的指标要求,合理选择了有源器件的MMIC单片,同时制作了单片加电时序和电源逻辑电路,防止错误加电造成单片的烧毁,并最大限度地节约了功耗,提高了系统的工作的可靠性和稳定性。根据主要技术指标提出了毫米波收发前端的设计方案,并利用ADS对整个方案进行了仿真,最后采用毫米波混合集成技术制作了Ka波段精确制导收发前端,完成了对整个收发前端方案的验证。整个收发前端安装在80mm×60mm×14mm的腔体内。发射和本振频率相差60MHz,实现发射和本振输出异频相差。发射信号通过微波开关斩波为脉冲信号,经4倍频到毫米波波段输出,频率范围2GHz,输出功率大于500mW。接收增益大于25dB,噪声系数小于5dB。
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