陳曦，許建中，吳禮，楊健

（1.南京理工大學(xué)電子工程與光電技術(shù)學(xué)院，南京210094；2.解放軍73691部隊(duì)，南京210014）

靶場(chǎng)毫米波信號(hào)高靈敏度接收與測(cè)試新方法?

陳曦1，??，許建中1，吳禮1，楊健2

（1.南京理工大學(xué)電子工程與光電技術(shù)學(xué)院，南京210094；2.解放軍73691部隊(duì)，南京210014）

基于靶場(chǎng)毫米波測(cè)試中微弱信號(hào)（低至－128 dBm）檢測(cè)的實(shí)際需求，通過(guò)信噪比分析，采用外差式寬帶多通道快速掃頻復(fù)合信道化技術(shù)，在W頻段實(shí)現(xiàn)了－128 dBm接收靈敏度的測(cè)試系統(tǒng)。同時(shí)，設(shè)計(jì)了毫米波信標(biāo)源并利用空間衰減理論，提出了一種W頻段高靈敏度（－128 dBm）測(cè)試的新方法。理論分析表明，測(cè)試距離為290m、相應(yīng)的衰減值約為－121.5 dB時(shí)，可提供一個(gè)功率最小達(dá)到－128 dBm的W頻段毫米波信號(hào)源。利用標(biāo)定后的毫米波信號(hào)源進(jìn)行外場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，證明了該測(cè)試方法的可行性。

靶場(chǎng)測(cè)試；高靈敏度；毫米波源；空間衰減；微弱信號(hào)檢測(cè)；W頻段；信噪改善比

1 引言

毫米波武器的飛速發(fā)展大力推動(dòng)了靶場(chǎng)毫米波測(cè)試設(shè)備和技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)靶場(chǎng)毫米波信號(hào)監(jiān)測(cè)和武器系統(tǒng)的定型試驗(yàn)［1－2］。由于靶場(chǎng)測(cè)試中被測(cè)目標(biāo)通常處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，并且有被測(cè)彈載毫米波系統(tǒng)工作在被動(dòng)狀態(tài)，獲得的毫米波信號(hào)非常微弱，因此對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的接收機(jī)靈敏度要求很高。目前國(guó)際上先進(jìn)水平為W頻段測(cè)試系統(tǒng)可達(dá)到－128 dBm接收靈敏度［3］，但由于西方國(guó)家在高端研究領(lǐng)域?qū)ξ覈?guó)實(shí)行技術(shù)封鎖與設(shè)備禁運(yùn)，國(guó)內(nèi)靶場(chǎng)的毫米波測(cè)試技術(shù)與國(guó)外相比還存在很大差距，如文獻(xiàn)［4］中實(shí)現(xiàn)了靈敏度指標(biāo)為－120 dBm的W頻段高靈敏度接收機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)，由于國(guó)內(nèi)毫米波頻段（特別是W頻段）測(cè)試儀器匱乏，且尚無(wú)40 GHz以上系統(tǒng)整體性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和條件［5］，因此對(duì)靈敏度指標(biāo)苛刻的W頻段測(cè)試系統(tǒng)性能的檢測(cè)和標(biāo)校存在空白。

為了實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)在W頻段該測(cè)試領(lǐng)域的突破，本文采取外差式寬帶多通道快速掃頻復(fù)合信道化的微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)并采用國(guó)際上W頻段噪聲系數(shù)指標(biāo)領(lǐng)先的低噪聲放大器，研制了接收機(jī)靈敏度達(dá)到－128 dBm的W頻段測(cè)試系統(tǒng)。同時(shí)，采用毫米波信標(biāo)源和空間衰減相結(jié)合的方法，提供了一個(gè)功率最小達(dá)到－128 dBm的W頻段毫米波微弱信號(hào)源，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)整機(jī)接收靈敏度的檢測(cè)和標(biāo)校。

2 毫米波微弱信號(hào)檢測(cè)

2.1 檢測(cè)方法

對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)關(guān)鍵在于抑制噪聲，提高信號(hào)檢測(cè)的靈敏度，即提高檢測(cè)系統(tǒng)的信噪改善比（Signal to Noise Interference Ratio，SNIR）。

噪聲是限制接收機(jī)靈敏度的根本原因，對(duì)于接收機(jī)噪聲系數(shù)，第一級(jí)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。為了有效提高整機(jī)接收靈敏度，在接收前端加入前置低噪聲放大器（Low Noise Amplifier，LNA）。根據(jù)目前毫米波部件水平，接收前端的W頻段單級(jí)毫米波LNA的噪聲系數(shù)為6～9 dB，增益為20 dB；W頻段混頻器的噪聲系數(shù)為6～8 dB［6］。考慮兩級(jí)級(jí)聯(lián)及第一級(jí)混頻后的總噪聲系數(shù)為［7］

式中，F(xiàn)1為射頻傳輸損耗產(chǎn)生的噪聲系數(shù)（取2dB），G1為傳輸線射頻損耗引起的增益（?。?dB），F(xiàn)2為第一級(jí)LNA的噪聲系數(shù)（取7dB），G2為第一級(jí)LNA的增益（取20dB），F(xiàn)3為第二級(jí)LNA的噪聲系數(shù)（取8dB），G3為第二級(jí)LNA的增益（取20dB），F(xiàn)4為第一級(jí)混頻器的噪聲系數(shù)（取7dB），故可得總的噪聲系數(shù)為F＝11.6 dB。

由式（1）可知，對(duì)系統(tǒng)噪聲系數(shù)影響最大的主要是前端的射頻傳輸損耗和毫米波LNA，因此為了保證有效降低系統(tǒng)噪聲系數(shù)，本文采用了目前國(guó)際上W頻段噪聲系數(shù)指標(biāo)領(lǐng)先的低噪聲放大器部件。

靈敏度的概念源于雷達(dá)方程中的最小可檢測(cè)信號(hào)功率，即信噪比等于1時(shí)的最小輸入信號(hào)功率。接收機(jī)靈敏度越高，表明接收微弱信號(hào)的能力越強(qiáng)。接收機(jī)系統(tǒng)靈敏度可用下式進(jìn)行計(jì)算［8］：

式中，k為波爾茲曼常量（1.38×10－23J/K），To為接收機(jī)工作溫度（取290 K），BRI為接收機(jī)線性部分的通頻帶（接收機(jī)高、中頻部分的總通頻帶）。

由式（2）可知，若被測(cè)信號(hào)電平非常微弱，需要降低接收機(jī)的通頻帶帶寬以提高系統(tǒng)接收靈敏度，因此要滿足接收最小信號(hào)－128 dBm的要求，計(jì)算可得接收機(jī)通頻帶帶寬要小于3 kHz。

在W頻段實(shí)際接收的信號(hào)通頻帶為6 GHz，因此為了提高系統(tǒng)接收機(jī)靈敏度，本文采取信道化處理技術(shù)，考慮到余量，設(shè)計(jì)信道化接收機(jī)的最小分辨帶寬為1 kHz。但直接把6 GHz的通道轉(zhuǎn)化成1 kHz

的通道需要6×106個(gè)信道，工程實(shí)現(xiàn)困難。考慮到被測(cè)信號(hào)有一定的駐留時(shí)間，因此采取時(shí)間換空間的辦法，即首先采用外差方法把寬帶信號(hào)搬移到帶寬相對(duì)較小的中頻帶寬，再利用掃頻頻綜與待測(cè)信號(hào)進(jìn)行混頻，在時(shí)間上把大帶寬劃分成小帶寬的子帶，通過(guò)兩級(jí)的處理從而達(dá)到1 kHz的信道帶寬，這樣可以大大減少信道數(shù)。

同時(shí)，由于動(dòng)態(tài)測(cè)試速度要求和信號(hào)散布帶寬較大，本文采用直接數(shù)字頻率合成（Direct Digital Frequency Synthesizer，DDS）掃頻結(jié)合信道化接收的處理方法。具體實(shí)現(xiàn)方法為將待測(cè)信號(hào)1 GHz的散布帶寬利用掃頻頻綜劃分為200 MHz的子帶分時(shí)處理，每個(gè)200 MHz的子帶再利用信道化技術(shù)劃分為10個(gè)并行的20 MHz通道，每個(gè)通道采用鎖相頻率合成（Phase-Locked Loop，PLL）頻綜進(jìn)行掃頻，步進(jìn)1 MHz，并行完成20點(diǎn)/通道的掃頻任務(wù)。為進(jìn)一步提高信道化的處理速度，對(duì)于每個(gè)1MHz頻點(diǎn)采用DDS進(jìn)行快速掃頻檢測(cè)，檢測(cè)帶寬1 kHz/step，利用晶體濾波器組完成精細(xì)窄帶濾波，將中頻接收機(jī)帶寬減小到1 kHz，保證了檢測(cè)靈敏度，同時(shí)利用DDS快速的特點(diǎn)，使得1MHz內(nèi)每1 kHz的掃頻時(shí)間小于1μs，保證整個(gè)信道化接收機(jī)的響應(yīng)速度優(yōu)于50ms/200MHz。

2.2 信噪改善比分析

微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的信噪改善比等效于輸入噪聲帶寬與系統(tǒng)的噪聲等效帶寬之比，SNIR越大，表示處理噪聲的能力越強(qiáng)，對(duì)微弱信號(hào)檢測(cè)的水平越高。

當(dāng)天線的輻射電阻與接收機(jī)的輸入電阻匹配時(shí)，根據(jù)功率與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，輸入端總噪聲功率可計(jì)算為

式中，Te＝（F－1）To為等效噪聲溫度。最小輸入信號(hào)電平取Pin＝－128 dBm，故接收機(jī)輸入端信噪比為

考慮到后端信號(hào)處理（如被動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí)射頻頻率的測(cè)量），取ISNR－out＝4 dB，則由定義可知整個(gè)系統(tǒng)的信噪比改善因子應(yīng)滿足ISNIR≥67.4 dB。

由2.1小節(jié)分析可知，設(shè)接收機(jī)噪聲服從正態(tài)分布（高斯白噪聲），輸入噪聲帶寬近似視為射頻帶寬B＝6 GHz，而信道化接收機(jī)最小分辨率帶寬Δfmin為1 kHz，則信道化接收機(jī)可提供的最大信噪比改善因子SNIR可表示為

由式（5）可知，本文采取的外差式寬帶多通道快速掃頻復(fù)合信道化的微弱信號(hào)檢測(cè)方法可以提高信噪比67.8 dB，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)W頻段微弱信號(hào)（－128 dBm）可靠地檢測(cè)并解調(diào)出相應(yīng)的參數(shù)。

3 系統(tǒng)靈敏度測(cè)試方法

3.1 測(cè)試原理

系統(tǒng)接收機(jī)靈敏度是一個(gè)綜合性指標(biāo)，檢驗(yàn)系統(tǒng)整機(jī)滿足接收機(jī)靈敏度指標(biāo)要求則隱含了該系統(tǒng)的其他指標(biāo)也滿足指標(biāo)要求。目前對(duì)系統(tǒng)靈敏度的測(cè)試方法是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下采用已知的標(biāo)準(zhǔn)功率信號(hào)源，經(jīng)過(guò)精密衰減后加到接收機(jī)輸入端進(jìn)行檢測(cè)［9］。但在W頻段，缺乏高精度的衰減器和性能良好的隔離器，信號(hào)源的泄漏功率較大，與經(jīng)過(guò)衰減器輸出的能量相接近甚至更強(qiáng)；且根據(jù)室內(nèi)測(cè)量結(jié)果經(jīng)驗(yàn)可得，當(dāng)衰減值大于90 dB時(shí)，其衰減作用明顯減弱，即毫米波信號(hào)將不再隨衰減值增大而減弱。因此，對(duì)于W頻段測(cè)試系統(tǒng)接收機(jī)靈敏度為－128 dBm的指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，關(guān)鍵是提供一個(gè)功率最小達(dá)到－128 dBm的W頻段毫米波微弱信號(hào)源。

本文在設(shè)計(jì)并研制了一個(gè)毫米波信標(biāo)源的基礎(chǔ)上，根據(jù)空間衰減原理，利用現(xiàn)有條件設(shè)計(jì)了接收機(jī)靈敏度測(cè)試實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)試原理如圖1所示。該方法將毫米波信標(biāo)源通過(guò)空間距離衰減，并輔以一定衰減值的吸波材料，共同實(shí)現(xiàn)毫米波信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量要求所需的－128 dBm微弱毫米波功率信號(hào)。

圖1 靈敏度測(cè)試原理Fig.1 Sensitivity testing principle

設(shè)發(fā)射源功率為Pt，天線增益為Gt，則沿其波束軸離發(fā)射源距離為R處的功率密度（單位W/m2）為

利用各向同性天線進(jìn)行接收時(shí)，天線有效口徑面積為Ae＝λ2/4π（m2），則接收到的功率（單位W）為

式中，λ為工作波長(zhǎng)。

可見，由距離R引起的空間衰減LR為

當(dāng)工作波長(zhǎng)λ＝3 mm（W頻段）時(shí)，忽略大氣衰減影響，其空間距離衰減LR與距離R對(duì)應(yīng)的關(guān)系如圖2所示。

圖2 空間衰減與距離關(guān)系曲線圖Fig.2 Relationship between spatial attenuation and distance

由圖2可以看出，當(dāng)距離范圍在150～350m內(nèi)時(shí)，W頻段對(duì)應(yīng)的空間距離衰減LR值大致范圍為－116～－123 dB，滿足遠(yuǎn)小于－90 dB的條件。

3.2 毫米波信標(biāo)源

信標(biāo)源由毫米波功率源、標(biāo)準(zhǔn)天線、固定衰減器、多層吸波材料及電源等組成，其簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。毫米波功率源采用進(jìn)口W頻段標(biāo)準(zhǔn)源，其工作頻率選擇在被測(cè)毫米波信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收機(jī)頻帶中間，功率Pt的量級(jí)為0～20 dBm。毫米波天線采用標(biāo)準(zhǔn)喇叭天線，增益一般選Gt≈20 dB。固定衰減器采用標(biāo)準(zhǔn)寬帶固定衰減器，衰減值一般選LD＝30～40 dB。毫米波功率源信號(hào)通過(guò)天線輻射后，再經(jīng)吸波材料及距離衰減到達(dá)毫米波信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收機(jī)天線口面，其中采用平板吸波材料，通過(guò)增減平板吸波材料層數(shù)或厚度，可調(diào)整衰減值LM，以滿足被測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試靈敏度要求。

圖3 毫米波信標(biāo)源結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Structure diagram of themillimeter-wave calibration source

4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

采用上述測(cè)試方法對(duì)毫米波信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整機(jī)的接收靈敏度進(jìn)行測(cè)量的具體步驟如下所述。

（1）首先，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境對(duì)毫米波信標(biāo)源進(jìn)行標(biāo)定。具體為采用毫米波頻率計(jì)和功率計(jì)分別對(duì)毫米波功率源的頻率f0和功率Pt進(jìn)行測(cè)定。吸波材料衰減值LM標(biāo)定采用實(shí)際功率源、功率計(jì)等在電波暗室中測(cè)定。毫米波標(biāo)準(zhǔn)天線增益Gt、固定衰減器衰減量LD由供貨廠商提供，并根據(jù)實(shí)際工作頻率確定。經(jīng)過(guò)一次標(biāo)定后信標(biāo)源各參數(shù)如表1所示。

表1 毫米波信標(biāo)源各參數(shù)Table 1 Parameters of themillimeter-wave cali bration source

（2）基于毫米波信標(biāo)源的參數(shù)標(biāo)定值，可對(duì)外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)試距離的選擇進(jìn)行分析計(jì)算。已知接收機(jī)接收功率（單位dBm）等效為

式中，接收天線增益Gr＝26 dB（實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)平均值）。為了使到達(dá)被測(cè)毫米波信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)天線口面的毫米波信號(hào)功率的靈敏度滿足－128 dBm的要求，將表1中具體參數(shù)代入式（9），結(jié)合式（8）或圖2結(jié)果計(jì)算可得，測(cè)試距離為290m時(shí)，W頻段的空間距離衰減值LR約為－121.5 dB，此時(shí)接收機(jī)接收功率為－128.9 dBm。

（3）進(jìn)行自由空間測(cè)試場(chǎng)的布設(shè)。根據(jù)步驟（2）可知，被測(cè)毫米波信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與毫米波信標(biāo)源應(yīng)安放在相距290m位置上，實(shí)際測(cè)試場(chǎng)地選為在南京理工大學(xué)田徑場(chǎng)進(jìn)行，布站示意圖如圖4所示。其中被測(cè)毫米波信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)放置在二樓平臺(tái)上，毫米波信標(biāo)源放置在對(duì)面垂直高度相近的圓壇上，或反之。測(cè)試距離根據(jù)實(shí)測(cè)和衛(wèi)星照片測(cè)距來(lái)調(diào)整。為了保證標(biāo)校精度，測(cè)試時(shí)天氣為晴朗無(wú)風(fēng)，環(huán)境溫度約為20°，在測(cè)試距離范圍內(nèi)及兩邊距離30m范圍內(nèi)，沒(méi)有高出場(chǎng)地平面的金屬物、建筑物和樹木等障礙物。

圖4 系統(tǒng)靈敏度測(cè)試布站示意圖Fig.4 Station diagram of system sensitivity test

（4）根據(jù)步驟（1）～（3），在滿足測(cè)試條件下，對(duì)系統(tǒng)靈敏度進(jìn)行多次測(cè)量，表2給出了部分實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，到達(dá)接收機(jī)天線口面處的場(chǎng)強(qiáng)平均值為－128 dBm。

表2 W頻段系統(tǒng)靈敏度測(cè)試數(shù)據(jù)Table 2 Test data ofW-band system sensitivity

5 結(jié)論

本文基于國(guó)家靶場(chǎng)毫米波武器測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)際需求，研究了毫米波微弱信號(hào)（低至－128 dBm）的接收與靈敏度測(cè)試方法。在信噪比分析的基礎(chǔ)上，采用外差式寬帶多通道快速掃頻復(fù)合信道化技術(shù)，研制了接收機(jī)靈敏度達(dá)到－128 dBm的W頻段測(cè)試系統(tǒng)。該技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)突破了國(guó)內(nèi)在W頻段現(xiàn)有的測(cè)試手段，從而可對(duì)靶場(chǎng)毫米波微弱信號(hào)進(jìn)行可靠地檢測(cè)并解調(diào)出相應(yīng)的參數(shù)。

同時(shí)，針對(duì)目前國(guó)內(nèi)不具備該靈敏度指標(biāo)苛刻的W頻段系統(tǒng)整機(jī)靈敏度測(cè)試條件的問(wèn)題，提出了一種高靈敏度測(cè)試新方法。其核心是利用空間衰減理論并采用自行研制的毫米波信標(biāo)源，提供一個(gè)功率最小達(dá)到－128 dBm的W頻段毫米波標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。通過(guò)在自由空間測(cè)試場(chǎng)的實(shí)際測(cè)量，證明了該方法的可行性，為我國(guó)靶場(chǎng)測(cè)試設(shè)備和技術(shù)提供了新的手段。

但是為了易于高靈敏度接收的實(shí)現(xiàn)，本文中接收機(jī)前端關(guān)鍵的低噪聲放大器模塊仍采用國(guó)外進(jìn)口器件，不利于工程實(shí)現(xiàn)成本，后續(xù)將進(jìn)一步研究W頻段寬帶低噪聲放大器的設(shè)計(jì)問(wèn)題。

［1］王偉，徐平，林德福.制導(dǎo)武器靶場(chǎng)試驗(yàn)半實(shí)物仿真的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.飛航導(dǎo)彈，2012（5）：11－15. WANGWei，XU Ping，LINDe-fu.The Present Situation and Development Trend for Guided Weapons Range Test Semiphysical Simulation［J］.Aerodynamic Missile Journal，2012（5）：11－15.（in Chinese）

［2］常軍，楊勇，任培宏，等.毫米波末制導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)［J］.電訊技術(shù)，2008，48（3）：1－6. CHANG Jun，YANG Yong，REN Pei-hong，et al.Application and Development of MillimeterWave Terminal Guidance Technology［J］.Telecommunication Engineering，2008，48（3）：1－6.（in Chinese）

［3］Khanpour M，Tang KW，Garcia P，et al.AWidebandWBand Receiver Front-End in 65-nm CMOS［J］.Solid-State Circuits，2008，43（8）：1717－1730.

［4］顧興旺.毫米波高靈敏度接收機(jī)設(shè)計(jì)［D］.南京：南京理工大學(xué)，2008. GU Xing-wang.Design of Millimeter-wave High-sensitivity Receiver［D］.Nanjing：Nanjing University of Science and Technology，2008.（in Chinese）

［5］中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院信電所.18 GHz～40 GHz衰減基準(zhǔn)裝置［S/OL］.北京：國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.（2006－04－20）［2011－07－26］.http：//www.nms.org. cn/Resource/PrimaryItem.aspx？id＝498. National Institute of Metrology.18 GHz～40 GHz Attenuation Standard Device［S/OL］.Beijing：General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People′sRepublic of China.（2006－04－20）［2011－07－26］. http：//www.nms.org.cn/Resource/PrimaryItem.aspx？id＝498.（in Chinese）

［6］王堅(jiān)，候輝，代紅.毫米波器件的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用［J］.電訊技術(shù)，2007，47（1）：4－6. WANG Jian，HOU Hui，DAIHong.Technical Development and Application of Millimeter Wave Devices［J］.Telecommunication Engineering，2007，47（1）：4－6.（in Chinese）

［7］羌琦，鄧?guó)P軍.雷達(dá)接收機(jī)噪聲特性研究分析［J］.價(jià)值工程，2012，31（8）：187－188. QIANGQi，DENG Feng-jun.Research and Analysis of the Radar Receiver Noise Characteristic［J］.Value Engineering，2012，31（8）：187－188.（in Chinese）

［8］羅凡，沈金泉，嚴(yán)明明.雷達(dá)接收機(jī)靈敏度測(cè)試方法［J］.四川兵工學(xué)報(bào)，2011，32（5）：47－50. LUO Fan，SHEN Jin-quan，YANMing-ming.TestMethod of Receiver Sensitivity for Radar［J］.Journal of Sichuan Ordnance，2011，32（5）：47－50.（in Chinese）

［9］楊培.W頻段輻射計(jì)及其性能參數(shù)測(cè)試分析［D］.南京：南京理工大學(xué)，2009. YANGPei.W-band Radiometer and its Performance Testand Parameter Analysis［D］.Nanjing：Nanjing University of Science and Technology，2009.（in Chinese）

陳曦（1984—），女，江蘇徐州人，2007年于中北大學(xué)獲通信工程專業(yè)學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為博士研究生，主要研究方向?yàn)榘袌?chǎng)毫米波測(cè)試技術(shù)及信號(hào)處理；

CHEN Xi was born in Xuzhou，Jiangsu Province，in 1984.She received the B.S.degree in Communication Engineering from North University of China，in 2007.She is currently working toward the Ph.D. degree.Her research concernsmillimeter-wave testing technology of range and signal processing.

Email：10cx14＠163.com

許建中（1958—），男，江蘇無(wú)錫人，1982年于南京理工大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為教授，主要研究方向?yàn)楹撩撞ㄌ綔y(cè)與目標(biāo)識(shí)別技術(shù)；

XU Jian-zhongwas born in Wuxi，Jiangsu Province，in1958. He received the B.S.degree from Nanjing University of Science and Technology in 1982.He is now a professor.His research interests involvemillimeter－wave detection and target recognition.

吳禮（1981—），男，江西宜春人，2008年于南京理工大學(xué)獲博士學(xué)位，現(xiàn)為講師，主要研究方向?yàn)楹撩撞ㄖ?、被?dòng)探測(cè)技術(shù)及信號(hào)處理；

WU Liwas born in Yichun，JiangxiProvince，in1981.He received the Ph.D.degree from Nanjing University of Scienceand Technology in 2008.He isnow a lecturer.His research concernsmillimeter-wave active/passive detection technology and signal processing.

楊?。?984—），男，安徽銅陵人，2010年于南京理工大學(xué)獲碩士學(xué)位，現(xiàn)為助理工程師，主要研究方向?yàn)殡姶蓬l譜管理、信號(hào)監(jiān)測(cè)與測(cè)量識(shí)別。

YANG Jian was born in Tongling，Anhui Province，in 1984.He received theM.S.degree from Nanjing University of Science and Technology，in 2010.He isnow an assistantengineer.His research concerns electromagnetic spectrum management，signalmonitoringmeasurement and identification，millimeter wave signal processing.

A Novel Approach of High Sensitivity Receiving and Testing for Range M illimeter-W ave Signal

CHEN Xi1，XU Jian-zhong1，WU Li1，YANG Jian2
（1.School of Electronic Engineering and Optoelectronic Technology，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，China；2.Unit73691of PLA，Nanjing 210014，China）

According to the actual demand ofweak signal（as low as－128 dBm）detection in millimeter-wave range test，through the analysis of signal-to-noise ratio（SNR），the W-band receiver system with－128 dBm sensitivity is realized by using the technology of super-heterodyne broadbandmulti-channel fast swept-frequency composite channelization.Meanwhile，themillimeter－wave calibration source is designed，and combined with the spatialattenuation theory，a new testmethod of the high sensitivity（－128 dBm）inW-band is put forward. Theoretical analysis shows that theminimum power of themillimeter-wave signal source can reach－128 dBm in W-band when the test distance is 290 m and the corresponding attenuation value is about－121.5 dB.The practicalmeasurements using the calibratedmillimeter-wave signal source demonstrate the feasibility of the proposed testmethod.

range test；high sensitivity；millimeter-wave source；spatial attenuation；weak signal detection；W-band；signal to noise interference ratio

TN06；TN850.7

A

1001－893X（2013）02－0209－05

10.3969/j.issn.1001－893x.2013.02.019

2012－08－24；

2012－10－16 Received date：2012－08－24；Revised date：2012－10－16

中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目（20100481151）

Foundation Item：China Postdoctoral Science Foundation（20100481151）

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