确定UOSDR接收机指标的方法优化

根据我们对UOSDR雷达接收机的基本要求和设计的总体结构方案，整个雷达接收机的指标主要通过以下方式确定。

3．3．1．1　灵敏度

一般情况下，工作频率为300～350MHz，平均发射功率为4W，为了保证接收机的正常工作，接收机的灵敏度定为－110dBm，即0．71μV。

3．3．1．2　增益分配方案

根据ADC输入端可检测的最小信号（小于1μV），再考虑接收机整机的灵敏度，可以得到，模拟前端的总增益为60dB。为了满足接收机动态范围的要求，接收机的增益不能随便分配。在微波接收机中，混频前面需要加低噪声放大器，因为混频器的噪声系数一般都比较大，而前端的滤波器一般为无源滤波器，有一定的损耗，按多级线性系统级联的噪声系数公式得知，如无此LNA，则整个系统的噪声系数将很大。而在变频前引入具有一定增益的LNA可以减弱混频器和后面基带放大器的噪声对整机的影响，从而对提高灵敏度有利。但是LNA的增益不宜太高，因为混频器是非线性器件，进入它的信号太大，会产生很多的非线性失真。所以，LNA的增益一般不超过15dB。同时，对于微波接收机而言，因为进入混频器的信号大小可以决定整个混频器的动态范围，进而也决定了整机的动态范围。而且，由于混频器是非线性器件，所有进入混频器的信号功率降低，可以使三阶互调的影响减小。当然这种方法是以降低整机的噪声系数为代价的。

因为按照一般的经验，接收机最后一级的增益约为40dB左右，同时考虑到滤波器和混频器的差损，在中间可能还需要再加一级放大器，可选择压控放大器，其增益为－10～55dB，这样才能保证整机的增益。具体的增益分配方案如图3－15所示。

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图3－15　接收机增益分配方案

3．3．1．3　动态范围

所有动态范围的指标主要是由接收机采用的器件决定的，在比较混频器、放大器和ADC器件以后可知，ADC的动态范围较小，因此根据ADC的动态范围决定整机的动态范围，初步定在75dB。

3．3．1．4　ADC的性能指标

根据FMCW基本原理，在UOSDR雷达设计中，混频后的中频信号带宽最高为fmax=8kHz，中频频率为90MHz，中频滤波器带宽为2MHz；再根据对接收机动态范围和灵敏度的要求，选取的器件最大采样率fs=40MHz，A/D的采样位数N=14。

在完成接收机的指标确定后，我们将介绍各单元模块的具体实现过程。