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随着时代的发展,资源勘察、环境监测、遥测遥控等领域对成像雷达的成像精度、体积大小等各种要求也越来越高,推动成像雷达朝着小型化、高频、宽带方向发展。毫米波频段短波长,带宽宽的特点使得毫米波系统天然具有小型化与宽带的特性,这些特性使得毫米波宽带雷达得到重视并在近些年来快速发展。本文在对宽带雷达收发前端的研究背景和国内外发展现状调研的基础上,介绍了一款Ka波段的小型化宽带收发前端的设计过程,该系统由电源模块,频综模块以及射频链路模块三个部分组成。频综模块包括用于上下变频本振的锁相环和其FPGA控制电路。射频链路模块由发射链路和接收链路组成。其中,发射链路由上变频混频器、倍频器、功率放大器以及Ku,Ka波段的滤波器组成,发射中频信号范围为730MHz到870MHz,本振信号需要跳频六次。接收链路由射频开关、低噪声放大器、Ka波段的滤波器、下变频混频器和中频放大链路组成,接收中频信号频率范围为500MHz到700MHz,本振信号需要跳频十二次。整个收发前端的工作频率范围为34.4GHz到36.8GHz。整个宽带雷达收发前端的尺寸为10cm×10cm×3cm。无源器件的小型化是收发前端小型化的关键。对于Ku波段滤波器,采用四分之一波长(λ4)阶梯阻抗谐振腔(SIR)和三模基片集成波导(SIW)谐振器设计了两款滤波器,其通带范围为11.4GHz到12.3GHz。对于Ka波段滤波器,采用矩形和90°扇形SIW谐振器分别设计了三阶和四阶的滤波器,其通带范围为34.4GHz到36.8GHz。通过测试,对滤波器的尺寸和性能进行综合考虑,最终Ku波段滤波器采用λ4 SIR形式(尺寸为8mm×8.2mm),Ka波段滤波器采用矩形SIW谐振器形式(尺寸为10mm×10.92mm)。最后对整个宽带收发前端的关键指标进行了测试。根据测试结果,发射链路本振和接收链路本振的相位噪声分别为-84dBc/Hz@100Hz,-78dBc/Hz@100Hz,本振的跳频时间为23us。发射链路1dB压缩点为20.5dBm,带内增益平坦度为1.05dB。接收链路增益在VGA没有衰减的情况下有55.1dB的增益,带内平坦度小于1dB。