本部分主要講述T/R模塊接收通道的設計。接收通道主要由限幅器和低噪聲放大器組成，主要功能是把天線送來的回波信號低噪聲放大后通過饋電網絡送給接收機。

1接收通道的基本形式

接收通道低噪聲放大電路主要有兩種形式：

1).單端低噪聲放大電路

圖1 單端低噪聲放大器

2).平衡放大器

圖2 平衡放大器

平衡放大器主要由2個3dB正交耦合器和放大器構成。3dB正交耦合器可以采用分支線耦合器、混合環、或者Lange耦合器。

如圖2所示，輸入信號在端口1進入耦合器，在端口2和端口3輸入的信號相位差90°。端口2和端口3的信號分別入射到放大器A和B,放大器A和B將一部分信號反射回端口2和3,由端口1和端口4輸出。端口1出現的2個反射信號相位相差180°，相互抵消。端口4出現的2個反射信號相位相同，但由于端口4有匹配負載，將反射信號吸收。相同的效應也出現在平衡放大器的輸出端。

單端放大器與平衡放大器比較見表1：

表1：單端、平衡放大器特性對比

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實際設計過程，權衡利弊后選用合適的接收鏈路形式。

2接收通道的主要技術指標

1.噪聲系數

噪聲系數表征接收通道內部噪聲的大小，是雷達接收機的一個非常重要的指標，噪聲系數越低，雷達接收機的靈敏度就越高。

2.增益、帶內波動

3.1dB壓縮輸入電平

表征接收通道的動態范圍，受限于LNA的P-1。

4.衰減

數字衰減器的主要作用有兩個：調整各T/R組件接收增益，調整信號的放大幅度；在天線陣面進行幅度加權，從而降低接收天線的副瓣電平。

5.移相

實現陣面接收和發射的波束賦形與掃描。數控移相器的位數取決于對量化誤差的要求。

6.輸入、輸出電壓駐波比

7.幅相一致性 ? ? ? ?

8.恢復時間

接收機的恢復時間取決于T/R開關時間和限幅器恢復時間。

3元器件選型

1.低噪放選型

對LNA選擇遵循噪聲系數低，增益要求折中(增益高，工作不穩定，易引起腔體諧振，動態范圍低)；增益太低，則T/R組件后面的功率合成網絡的插入損耗又會對接收機整機的噪聲系數產生不良影響。

2.限幅器選型

限幅器分有源限幅器和無源限幅器，具體區別后續講座會講到。這里，我們主要關注限幅器的性能指標及在鏈路的作用與影響。限幅器應插入損耗低(限幅器置于低噪放前端，用于保護低噪放，但對接收通道噪聲系數帶來大的影響，因此要求低損耗)；尖峰泄漏及平坦泄漏低于低噪放所能承受的最大功率(一般要求在15dBm以內)；恢復時間短；此外要求能夠承受輻射單元開路或者短路全反射的RF信號電平。

3.環形器選型

環形器收發公用，因此有承受大功率要求，反向隔離度(收發隔離)、小信號插損、大信號插損等要求。

4鏈路關鍵指標評估

1.增益

鏈路設計完成后，接收通道增益應考慮留有一定余量，以保證全穩態指標滿足任務書要求。如果采用兩級放大的話，通常在兩級放大器之間接入一個衰減器，起到兩級匹配的作用。此外也可以采用均衡器代替衰減器，在匹配的同時，保證內接收通道寬帶平坦度的指標。

2.噪聲系數

噪聲系數計算公式：

式中：NF?=?接收機系統的噪聲系數；

NFi?=?從接收機輸入端開始第i級的噪聲系數；

Gi=?從接收機輸入端開始第i級的有效功率增益。

這里對鏈路的噪聲重新進行建模，簡化，以方便各位童鞋對噪聲指標進行快速評估：

假設接收通道模型如下：

根據噪聲系數計算公式，可以做如下推導：

從化簡的噪聲系數公式可以看出整個接收通道可以由3部分組成：低噪放模塊1、低噪放模塊2和衰減模塊3組成，這樣就大大簡化了系統噪聲系數的計算過程。上面的公式包含兩方面的含義：無源網絡的噪聲系數和級聯網絡的噪聲系數。從上面公式也可以看出鏈路噪聲系數取決于L1L2NFA1(公式的第一項，即第一級低噪放的噪聲系數與低噪放前端環形器與限幅器的插損)。

審核編輯：黃飛

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