1.本实用新型涉及低噪声放大器，特别是一种应用于超宽带穿墙雷达接收机的低噪声放大器。
背景技术：
2.超宽带穿墙雷达技术是一项辐射低、穿透能力强、距离分辨率高的新兴非侵入式探测技术，近年来已广泛应用于军事和民用领域。穿墙雷达目前主要用于巷战、城市反恐以及抗震救灾等非透明障碍物后目标的检测与成像。目标回波的强弱决定了成像的精确度，低噪声放大器作为回波信号接收的第一模块，引起了国内外研究人员的广泛兴趣。通常，对于雷达接收的微弱信号(比如目标回波)，为了使雷达操作者能看清楚以及后级信号处理模块进行信号处理，就需要超宽带雷达接收机把它放大到合适的大小，因此，低噪声放大器在全频带内就要有较高的增益。另一方面，由于回波信号中掺杂了大量的噪声(比如墙体的杂波、系统内部的热噪声)，这些噪声回波会将微弱的目标回波掩埋其中，使得目标成像精度很差。这时就要求超宽带雷达接收系统的噪声系数要低。由级联系统的噪声系数公式可知，系统的噪声系数主要取决于第一级放大器的噪声系数。因此，这就要求该放大器的噪声系数要足够小。现有的超宽带穿墙雷达接收机对于微弱目标信号处理能力的不足，因此，放大目标回波并且抑制系统噪声就成了放大器必须解决的问题。
技术实现要素：
3.实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种高增益、低噪声的应用于超宽带穿墙雷达系统的低噪声放大器。
4.技术方案：本实用新型所述的一种应用于超宽带穿墙雷达接收机的低噪声放大器，包括放大器、输入匹配网络、级间匹配网络、输出匹配网络、直流偏置网络以及反馈网络，所述放大器包括第一级放大器和第二级放大器，信号源经输入匹配网络进入第一级放大器，再经级间匹配网络的作用进入第二级放大器，最后通过输出匹配网络输出至负载。
5.所述输入匹配网络由传输线并联两段开路微带线构成，实现了宽频带传输以及低噪声系数与高增益相结合的匹配方式。
6.所述级间匹配网络由两个串联电容之间并联微带线到地构成，改善了输入驻波比并使得增益平稳传输。
7.所述输出匹配网络由两个微带线之间并联电阻到地构成，实现了较好的输出驻波比。
8.所述反馈网络由电感、电容、电阻串联形成，栅极与漏极之间的负反馈改善了频带内的增益平坦度。
9.所述直流偏置网络与放大器并联，保证了放大器有较大的输出动态范围。
10.有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：1、该低噪声放大器的工作频段为1
‑
3ghz，适用于超宽带穿墙雷达接收机；2、该低噪声放大器的增益在全频带内大于
24db，对于微弱目标信号的处理能力很强；3、该低噪声放大器的噪声系数小于2db，在放大目标回波的同时能够有效地抑制系统噪声，使得目标成像精度高；4、该低噪声放大器的增益平坦度优良，放大器性能优越。
附图说明
11.图1为本实用新型的流程图；
12.图2为本实用新型的ads仿真图；
13.图3为本实用新型的稳定度；
14.图4为本实用新型的输入回波损耗；
15.图5为本实用新型的隔离度；
16.图6为本实用新型的增益；
17.图7为本实用新型的输出回波损耗；
18.图8为本实用新型的噪声系数。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
20.参照图1和图2，本实用新型所述的一种应用于超宽带穿墙雷达接收机的低噪声放大器，包括放大器、输入匹配网络、级间匹配网络、输出匹配网络、直流偏置网络以及反馈网络，所述放大器包括第一级放大器和第二级放大器，信号源经输入匹配网络进入第一级放大器，再经级间匹配网络的作用进入第二级放大器，最后通过输出匹配网络输出至负载，优选地，第一级放大器和第二级放大器均选用atf38143芯片。图2基于ads构造了各个模块，用传输线两端并联开路微带线构成了q值较小的输入匹配网络，实现了宽频带传输以及低噪声系数与高增益相结合的匹配方式；在两个电容之间并联微带线到地构成级间匹配电路，改善了输入驻波比并使得增益平稳传输；输出匹配网络在两段微带线之间并联电阻到地，实现了较好的输出驻波比；引入栅极与漏极之间电阻、电感、电容串联的负反馈，改善了频带内的增益平坦度。
21.图3给出了该低噪声放大器的稳定度，在1
‑
3ghz的工作频内，稳定因子k均大于1，放大器绝对稳定，不会产生自激振荡。
22.图4～7给出了放大器的s参数，图4说明在工作频带1
‑
3ghz内，输入回波损耗小于
‑
15db，即输入级与信号源匹配良好。图5说明在工作频带内隔离度小于
‑
30db，即输入网络与输出网络之间信号间的相互影响可忽略不计。图6说明在工作频带内，增益均大于24db，此处两级级联的增益远远大于传统一级放大器的增益，可以很好的进行小信号的处理，并且在整个频带中增益衰减不超过1db。图7说明输出回波损耗均小于
‑
15db，即输出级与负载匹配良好。
23.图8说明了该放大器在工作频带1
‑
3ghz内的噪声系数均小于2db，噪声恶化很小，有利于小信号的放大。
技术特征：
1.一种应用于超宽带穿墙雷达接收机的低噪声放大器，其特征在于：包括放大器、输入匹配网络、级间匹配网络、输出匹配网络、直流偏置网络以及反馈网络，所述放大器包括第一级放大器和第二级放大器，信号源经输入匹配网络进入第一级放大器，再经级间匹配网络的作用进入第二级放大器，最后通过输出匹配网络输出至负载。2.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于：所述输入匹配网络由传输线并联两段开路微带线构成。3.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于：所述级间匹配网络由两个串联电容之间并联微带线到地构成。4.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于：所述输出匹配网络由两个微带线之间并联电阻到地构成。5.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于：所述反馈网络由电感、电容、电阻串联形成。6.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于：所述直流偏置网络与放大器并联。
技术总结
本实用新型公开了一种应用于超宽带穿墙雷达接收机的低噪声放大器，包括放大器、输入匹配网络、级间匹配网络、输出匹配网络、直流偏置网络以及反馈网络，信号源经输入匹配网络进入第一级放大器，再经级间匹配网络的作用进入第二级放大器，最后通过输出匹配网络输出至负载。该低噪声放大器的工作频段为1
技术研发人员：李家强 杨广乐 史佳惠
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：2021.03.22
技术公布日：2021/10/18
再多了解一些
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