中频放大器

回波信号经混频后,由于无源混频器会产生较大的功率损耗,所以这里加入了中频放大器来弥补变频损耗。这里选择了Mini-circuits公司的GALI-33+,其增益为19dB,噪声系数为3.9dB,OIP3为28dBm。其外围电路如图5-4所示。

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带通滤波器

由天线接收的信号中除了经目标反射的回波信号外,不可避免的混入了其它的干扰信号,就需要通过带通滤波器对其进行滤除。这里没有使用常见的微带滤波器,而是选择使用基片集成波导(SIW)滤波器。

基片集成波导不仅具有波导损耗低,功率容量大,品质因数高的特点,还具有微带式结构尺寸小,剖面低,易于集成的优点。避免了微带滤波器辐射损耗大和波导滤波器大尺寸,不易于集成的缺陷。

基片集成波导是由位于基片中两排紧密的线性排列的金属通孔或是由金属圆柱嵌入基片构成。此时电磁波被限制在两列金属通孔以及基片上下金属面之间传播,即构成波导结构,其可与填充同样介质的矩形波导基本等效。如图5-5为基片集成波导(SIW)的结构示意图。

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如上图所示,Ww,d,p分别为SIW的宽度即两列金属孔距离,金属通孔直径和相邻金属通孔距离。SIW滤波器的辐射损耗和反射损耗则主要由d和p决定,一般情况下,为了保证滤波器性能,设计原则是d<0.2A,d/W.nw<0.2,d/p≥0.5。减小相邻孔距离即可减小辐射损耗。

利用此原理设计了SIW感性窗口带通滤波器,介质基板选择Rogers5880,介电常数2.2,基板厚度为0.508mm。带通滤波器中心频率为24.5GHz,带宽1GHz。

如图5-6为在电磁仿真软件HFSS中设计的滤波器模型。

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如图5-7所示为经HFSS仿真优化后的S参数结果。在仿真时给出了500MHz的预留频偏,仿真时以25GHz为中心频率,如图所示,带内插损小于3dB,带内反射损耗小于-20dB,带外抑制较好。

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