李鸿杰 （91245 部队，辽宁葫芦岛，125001）

摘要 ：根据具体要求从总体上概述了该雷达中频限幅放大器的制作思路，对采用的主要器件进行了介绍。针对电路增益大、容 易受干扰、自激的特点进行了放大级数、级联方式选择及抗干扰电路的设计，给出了具体电路。测试及使用证明该电路符合设 计要求且具有良好的稳定，有使用及推广价值。

关键词 ：雷达 ；接收机 ；中频 ；限幅放大器 ；滤波器

Design of Radar IF Limiting Amplifier

Abstract ：According to the specific requirements, the paper outlines the production of the radar IF limiting amplifier,and introduces the main components of the system.In order to get big circuit gain,to be disturbed and self- excitation, the design of the amplifier series,the cascade mode selection and the anti- interference circuit are carried out.The test and application show that the circuit meets the design requirements and has good stability,and it is valuable to use and promote.

Keywords ：Radar;receiver;intermediate frequency;limiting amplifier;filter

0 引言 

    雷达中频限幅放大器是矢量合成限幅式单脉冲接收机的典 型器件，它可避免由于接收机通道增益不平衡带来的测角误差， 对应接收机回路可以没有自动增益控制系统，简化接收机结构。 因此，中频限幅放大器在该类单脉冲接收机对角误差信号提取的 过程中起到非常重要的作用，是其主要组成部分。

    中频限幅放大器特点是对微弱信号无限放大至信号饱和以 固定幅值输出，具有选频功能，处理的信号频率也较高。以晶体管 为核心设计的限幅放大器，一般采用小增益、多级级联放大单元 的方式实现，单元相互影响大，调试繁琐，效率低。本文以 MiniCircuits 公 司 的 GAIL-74+ 射 频 放 大 器、PLS-1+ 限 幅 器 及 SXBP-35N+ 滤波器为主要器件，采用 3 级级联的方法设计了一 种中心频率 36MHz、增益 30dB 的雷达限幅放大器。电路简洁、 制作及调试容易，是一种理想制作方法和产品。

1 设计要求及总体思路

1.1 设计要求 

    设计的限幅放大器是为了替代某雷达原限幅放大器，所以要 求新研制的限幅放大器与原限幅放大器工作模式相同，且不低于 原有技术指标，能够在该雷达环境下正常工作。指标为 ：中心频 率 36MHz，4 MHz 带宽，60dB 增益，限幅电压 2V。 

1.2 总体思路

    依据设计要求和需要实现的功能，该雷达限幅放大器由放大 电路、带宽选频电路、限幅电路、匹配电路、电源滤波电路等几部 分组成，功能框图如图 1 所示。工作过程为信号经过匹配电路后 由中频放大电路进行 60dB 放大得到大信号，选频电路从该放大 了的中频信号中选出 36±2MHz 的中频信号送至限幅器，以恒 定幅度输出。为了保证信号的带负载能力和与下一级电路匹配， 输出采用射随输出。

    由于要求在同一电路板上处理两路完全相同、频率较高的并 行信号，且需要电路多级级联达到较大增益，所以在进行电路设 计时应充分考虑抗干扰措施，以防电路自激和相互干扰。

2 主要器件 

    电路主要以 GAIL-74+ 射频放 大器、PLS-1+ 限幅器及 SXBP-35N+ 滤波器为主进行设计 。 

2.1 GAIL-74+ 射频放大器

    这是一款具有高动态范围的宽频带放大器，可以应用于雷达接收机，有以下特点 ：1、宽带范围 DC-1GHz ；2、增益大，对 100MHz 的信号增益典型值为 25.1dB ；3、阻抗 50Ω ；4、只有 2.7dB 的低噪声 ；5、稳定性极高 ；6、低热阻，具有瞬态保护功能 ； 7、只有四个管脚，接线简单。

2.2 SXBP-35N+ 滤波器 

    SXBP-35N+ 滤波器中心频率 35MHz，带宽 10MHz，在 30 ～ 40MHz 的频率范围内插入损失不大于 1dB。它有 8 个管 脚，但只有 1、8 管脚参与信号输入输出，其余接地，电路连接比 较简单，其特征适合本限幅放大器的使用。

2.3 PLS-1+ 限幅器 

    PLS-1+ 限幅器是一款相位变化非常小、具有稳定输出 幅值的射频限幅器。工作频率范围 0.1 ～ 150MHz，最大输入 20dBm，典型输出 -4dBm（可以通过流入电流的大小进行控 制）； 8 个管脚中 1、8 管脚为输入输出，3、4 管脚为控制，其 余接地。 

3 电路设计 

3.1 电路设计

    单级 GAIL-74+ 射频放大器增益为 25.1dB，小于总增益 60dB 的要求，因此需要对其进行多级级联。放大器进行级联时 单级放大器增益与电路总增益的关系式

式中，nmin 是相同放大器级联时需要的最小级数，K 总是电 路总的放大倍数，K 单是单级电路的放大倍数。因此，依据级数确 定原则，需要 3 级 GAIL-74+ 射频放大器进行级联。

    为了保证信号频率的稳定性及准确性，需要信号在每级放大 都进行选频，这样需要 3 级选频电路。确定每级选频电路的带宽 公式

式中，Bmin 是每级选频电路的最小带宽，1.95 是 3 级放大 电路级联时每级电路对应总带宽的加宽系数，这样每级选频电路 的最小带宽要不小于 7.8MHz，SXBP-35N+ 滤波器满足需求。 通过调整 PLS-1+ 限幅器 3、4 管脚限流电阻可以控制信号幅度。

    电路输入及每级之间采用小电容进行耦合 ；而输出端为了 增加对后续电路驱动及匹配，采用射随输出。另外，为了防止中频 信号对电源污染和电源谐波对电路的影响，设计了电源抗干扰及 滤波电路。设计的电路图如图 2 所示。

3.2 注意事项 

    为了保证电路性能稳定，不自激振荡，在调试、功能实现的过 程中需要注意一下几个问题 ：1、各级放大器输入、输出耦合电容 一定采用无感高频电容，否则，容易引起电路的自激振荡。2、电 源采取一定抗干扰措施，即用大容值的旁路电解电容滤除低频电 流，小容值陶瓷电容滤除高频电流，扼流圈防止高频信号污染电 源。3、PCB 电路板按照 GAIL-74+ 射频放大器、PLS-1+ 限幅 器及 SXBP-35N+ 滤波器等资料中的要求设计。

4 测试及应用 

    电路焊接完成并经过简单调试后，向其输入功率 -60dB，频 率 36MHz、频宽 10MHz 的扫频信号，用频谱仪测其输出结果如 图 3 所示 ；增大输入信号，电压幅值稳定在 2.5V。可见，能够满 足设计要求。目前电路板已经上机使用 208 小时，雷达工作正常。

5 结论 

    该雷达中频限幅放大器由于采用了高增益放大模块，减少 了放大级数，简化了电路 ；集成的带通滤波器则缩短了滤波器设 计和调试时间，大大提高了效率 ；抗干扰电路消除了引起电路自 激的各种因素，使系统具有很强的稳定性，实际应用效果良好。因 此，该电路在同类电路的设计中具有借鉴意义，具有一定的应用 及推广价值。