C波段微带下变频器

C波段微带下变频器

一、C波段微带下变频器(论文文献综述)

李朗[1](2021)在《C波段卫星通讯地面发射机前端研究》文中研究说明近十年来卫星通讯行业蓬勃发展,卫星通讯正逐步成为最重要的无线通讯方式之一。伴随着通讯技术等相关科技的革新,人们对卫星通讯设备也提出了越来越高的要求。而作为卫星通讯系统的重要组成部分,地面发射机的性能对卫星通讯系统的正常工作起到了决定性的作用。因此对C波段卫星通讯地面发射机前端的研究有着重要的意义。本课题设计并实现了一款具有实际应用价值的C波段卫星通讯地面发射前端。首先介绍了项目相关的研究背景、发展现状及常用理论;其次详述了整个设计及实现的过程,包括方案选择、器件选型和模块设计;最后对各个模块和系统整体进行调试和测试。项目主要分为频率源模块、发射通道模块、功率放大模块和电源模块四个模块。频率源模块将外供10MHz参考信号利用锁相环变频得到5.5GHz本振信号,发射通道模块将中频信号处理后与本振信号进行混频处理后得到射频信号,功率放大模块将射频信号进行末级放大并输出,电源模块为其他模块提供稳定的电源供给。测试结果显示,本C波段卫星通讯地面发射机前端工作正常,输出射频信号频率6.45~7.05GHz,系统增益大于65dB,最大输出功率大于40dBm,全频带增益平坦度优于3.7dB,60MHz内增益平坦度优于1.7dB,杂散抑制优于57dB,相位噪声基本符合指标要求。

侯杰[2](2020)在《U波段监测接收机毫米波前端电路设计》文中研究表明随着无线通信技术长期以来的发展与进步,不管是对社会整体生产还是对人们生活便利的方面来说,其发展已经与社会紧密结合在一起。而电磁波长久以来,作为无线通信的主要载体,电磁频谱资源一直是无线通信系统中非常宝贵并且稀缺的资源。近年来,通信领域逐渐将研究方向投入到了更高频段的通信传输技术当中,尤其是频率更高、频带更宽、波长更短、保密性更强的毫米波段,希望开拓更大的信道容量与传输速率,并具备更好的抗干扰能力。本文研究的正是应用于毫米波段通信的接收机前端系统,研究内容来自于科研项目课题,主要是设计并实现了一个U波段毫米波监测接收机前端电路,对U波段内指定的监测频段信号进行扫描接收,经过下变频输出到中频进行相应的数字解调处理,作为监测接收系统平台整体的前端工作,应用于空间通信当中。本文的研究方式为先结合理论分析设计方案,仿真验证,后进行实物测试,主要的工作内容为:1.首先介绍毫米波接收机前端系统的研究背景和意义,以及国内外的研究发展状态。然后分析了常见的接收机的基本结构与主要的参数指标,以及锁相环路的基本结构和工作原理,根据指标分析确定接收机电路各模块的基本架构。2.根据确定的架构,给出整个毫米波接收机的设计方案,并分别完成接收链路与频率源模块的结构方案设计,以及对应电路的元器件选型,采用Genesys软件进行链路仿真,验证设计方案可行性。3.针对接收链路上要用到的单元模块元件,采用ADS软件进行设计与仿真,调谐并优化元件模型电路的尺寸参数,并将设计完成的单元模块元件导入到PCB设计图中。4.完成接收机系统各个模块的电路设计,采用AD软件设计并制作出整个接收机前端系统PCB实物,最终实现的接收机尺寸为76.5mm*69mm,实现了小型化设计以及兼容整个硬件平台的目标。最后搭建测试平台,对接收机系统主要性能指标进行测试和分析总结,结果显示频率源模块与接收电路的设计基本达到系统的指标要求,能够实现毫米波段信号的监测接收功能。

杨帆[3](2020)在《用于宽带自组网的变频器研究与实现》文中指出微波毫米波在现代科技社会的信息传递中占据着十分重要的地位。与此同时,自组网通信系统逐渐崭露头角。自组网中每一个终端都具有主机和路由器两种功能,可实现信息传递的网络化和便捷化。由于信号不仅需要在基带进行多种处理而且还需要在较高频段进行传输,于是存在上下变频这一问题。信号的发射和接收是信息传输的重要环节,基于此,本文研制了一个Ku波段的时分双工上下变频收发器,可将低频信号混频至较高频段进行发送,同时可接收高频信号并混频至较低频段进行处理。针对变频收发系统展开以下几个方面的工作。首先,课题指标要求发射通路上将-20d Bm的1GHz信号上变频至20d Bm的Ku波段14GHz~16GHz信号进行发送;接收通路上将接收到-5d Bm的Ku波段射频信号,并下变频至1GHz。经研究分析,确定了两次变频的系统方案,将1GHz信号首先变频至4GHz,再与10GHz~12GHz的本振信号混频至14GHz~16GHz。并利用单刀双掷开关完成上下两路的选择切换。然后,对论文设计中所需的滤波器进行设计仿真。本文设计了4个滤波器,分别为4GHz扇形低通滤波器、4GHz交指带通滤波器、14GHz~16GHz交指带通滤波器和14GHz~16GHz基片集成波导滤波器。课题使用Wasp-net的快速设计向导功能完成基片集成波导滤波器的设计流程,提高了设计效率。对14GHz~16GHz基片集成波导滤波器进行测试,测试结果满足设计要求。最后,对上下变频收发器的细节进行设计仿真,调整细节直至链路预算结果满足课题指标要求,确定系统的具体框图并制作实物。软件程序包括PC端程序和单片机固件,并结合硬件进行实物测量。上变频链路测试结果中,输出14GHz~16GHz的范围内功率均在19.2d Bm以上,平坦度为3d B,输出三阶交调截取点约为30d Bm,输出15GHz处相位噪声为-86.12 d Bc/Hz@10KHz。下变频链路在输入-5d Bm的14GHz~16GHz范围内输出1GHz功率均在-9.7d Bm以上,平坦度为2.8d B,输出三阶交调截取点约为8d Bm,输入15GHz时输出1GHz处相位噪声为-92.5 d Bc/Hz@10KHz。输入-5d Bm的6GHz~8GHz信号,镜频抑制度约为88d Bc。在实验环境允许的误差范围内,上下变频器的测试结果满足设计要求,可用于工程实现。

刘志强[4](2019)在《高性能微波频率源与毫米波FMCW射频前端关键技术研究》文中认为微波毫米波频率源是雷达、通信、电子对抗和测试测量设备等电子系统中必不可少的关键部件,其相位噪声特性、杂散抑制性能和扫频线性度等指标对系统性能有着重要影响。随着系统射频前端向更高频段和更宽带宽的方向发展,对频率源的性能提出了更高要求。本文以实现高性能微波频率源和毫米波射频前端为目标,研究了基于Delta-Sigma调制器(Delta-Sigma Modulator,DSM)的宽带小数N分频锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)、直接数字频率合成器(Direct Digital Synthesizer,DDS)、DDS驱动PLL的高线性度扫频源、低相位噪声的混频PLL等频率源,以及毫米波调频连续波(Frequency-Modulated Continuous Wave,FMCW)射频前端中的相关理论问题和关键技术,对频率源扫频状态下的相位噪声理论模型、扫频线性度精确测量方法、杂散抑制技术、频率源相位噪声和扫频线性度对射频前端性能的影响,以及基于相参本振源的毫米波射频前端中相位噪声抵消效应等方面进行了深入的分析和研究。本文主要进展包括以下内容:1、应用线性时不变连续时间模型(Linear Time Invariant Continuous Time Model,LTI-CTM),建立了基于高阶有源环路滤波器的DSM宽带小数N分频PLL在线性扫频状态下的相位噪声理论模型。将环路滤波器的传递函数和线性扫频稳态条件相结合,得到了PLL线性扫频稳态相位误差与环路参数的函数关系,将传统的基于低阶无源环路滤波的PLL的稳态相位误差理论模型推广应用到了宽带扫频源中更加常用的基于三阶、四阶有源环路滤波器的PLL的相位噪声分析,得出了在给定稳态相位误差情况下扫频斜率和环路参数应满足的条件。设计了基于DSM小数N分频PLL技术的双频X波段频率源和C波段宽带扫频源,对其相位噪声、杂散抑制等指标进行了仿真、测试与分析。测量了宽带线性扫频状态下不同电荷泵增益和扫频斜率时的小数N分频PLL分频端口输出信号的相位噪声,验证了关于扫频状态下相位噪声的理论模型。2、提出了一种分段采样并结合数字域Weaver接收机架构信号处理方案的宽带线性扫频信号线性度的精确测量方法。该方法采用下变频技术,通过切换本振频率将高频宽带线性扫频信号变换为可直接采样的中频扫频信号,在扫频同步信号和延时采样触发信号的控制下,对指定时间长度的扫频信号采样,在数字域拟合出与采样信号扫频斜率相同的理想线性扫频信号作为Weaver接收机的第一本振,采样信号经过数字混频后变换为近似于点频的低中频信号,解决了宽带扫频信号的滤波和镜频干扰抑制问题,降低了幅度噪声和杂散对瞬时频率解调精度的影响,理论分析和仿真结果表明了该测量方法的准确性和可靠性。为进行实验验证,设计了高线性度的DDS和DDS驱动的宽带整数分频PLL电路,实验结果表明频率步进、时间步进和扫频斜率是影响扫频线性度的重要因素。上述方法还应用于测量基于DSM的宽带小数N分频PLL的扫频线性度,考察了环路带宽、电荷泵增益和扫频斜率对线性度的影响。本文所提出的线性度测量方法为线性FMCW雷达研制生产提供了一种低成本、简单实用、高精度的线性度测量手段。3、在全面分析频率源和射频收发系统中的常见杂散来源的基础上,研究了包括优化频率分配和PLL环路带宽、带通/带阻滤波、吸收型滤波、优化射频方案等多种技术手段相结合的杂散抑制方法,为后续研制高性能雷达、通信系统等提供了丰富、灵活的技术手段。为了减小传统波导滤波器的体积且便于与平面电路集成,基于空气填充基片集成波导(Air-Filled Substrate Integrated Waveguide,AFSIW),设计了多款新型的高性能滤波器及过渡电路。此外,基于高品质因数的AFSIW谐振器设计了一款低相位噪声振荡器,由于消除了谐振器内部的介质损耗,实现了比传统SIW振荡器低约10d B的相位噪声指标。4、深入研究了基于相参本振源架构的FMCW雷达系统的相位噪声对消机理,提出了包含本振源相位噪声与射频链路附加相位噪声的完整的相位噪声分析模型,详细分析了系统中各节点的相位噪声特性及其抵消效应,讨论了系统附加相位噪声对接收机输出信号相位噪声的影响,为相参本振源设计和系统相位噪声评估提供了理论依据。以短毫米波人体安检主动成像雷达为应用背景,设计了一种采用混频锁相架构的C波段低相位噪声双路频率源,并成功应用于W波段FMCW收发前端中。W波段收发前端的实测相位噪声抵消比达到了17 d B以上,验证了所建立的相位噪声模型及理论分析结果。5、针对机场跑道外来物(Foreign Object Debris,FOD)检测雷达的应用需求,提出了一种以宽带DSM小数N分频PLL为扫频源的W波段FMCW雷达射频前端的系统设计方案。根据等效全向辐射功率(Equivalent Isotropically Radiated Power,EIRP)、探测距离、FOD的雷达散射截面积(Radar-Cross Section,RCS)和分辨率等系统指标,确定了发射功率、接收灵敏度、接收输入功率范围等射频链路关键技术指标。在深入分析频率源相位噪声和扫频线性度对FMCW雷达系统性能影响的基础上,确定了基于DSM小数N分频PLL的点频源和三角波调制线性扫频源的方案与相关指标。进行了射频前端详细方案设计,研制了关键电路模块并完成了系统集成与测试,系统具备自检、状态监测和接收保护能力。将射频前端与天线系统集成,成功实现了FOD检测雷达前端样机,并在实验室环境下完成了多种FOD样品的探测。

左琪良[5](2019)在《微波毫米波接收机关键技术研究与应用》文中研究指明随着通信、雷达等应用系统的迅速增长,微波低频段频谱资源日益拥挤,电子信息系统不断向具有更高频率、更大宽带的毫米波频段方向发展,相关的接收机前端的理论和关键技术已成为当前的研究热点。本文以实现高性能毫米波接收机为目标,针对外差式毫米波接收系统中的一些共性关键技术问题进行深入研究,包括:超宽带I-Q混频电路的幅度相位不平衡问题、高抑制比杂散信号抑制问题、系统抗强干扰特性以及大动态范围实现等问题,同时研制了W波段下变频器中高性能本振链路,并进行了接收机整机系统的性能测试。主要研究进展包括以下三个方面:1.超宽带高性能I-Q混频器中的关键技术研究。针对多倍频程输出的I-Q混频电路幅度与相位平衡度难于解决的问题,设计了多倍频程工作的超宽带幅度与相位调节电路,在十八倍频程范围内实现了I-Q两路幅度不平衡小于0.3dB、相位正交性误差小于2°的优良特性;为了有效提高I-Q混频电路的杂散抑制度,提出了多零点低通滤波器的解决方案,实现了带内、外杂散抑制度大于50dBc的抑制效果;为了克服发射强干扰信号泄露引起的接收机阻塞问题,设计了三阶隔直电路,使得基带信号中100KHz以下强干扰信号抑制度大于30dBc,有效提高了接收机的抵抗强干扰信号的能力;针对接收机大动态范围的应用需求,采用两级六位数控衰减器控制衰减量,引入了可调范围为40dB,步进1dB的附加调节范围,有效扩展了接收机工作的动态范围。2.W波段下变频器中高性能本振链路研制。W波段本振链路由滤波放大电路、上变频电路、倍频电路组成。下变频器本振源信号杂散和相噪将直接决定接收机的输出信号质量,为了确保本振信号的纯度,在链路方案设计中,充分考虑了锁相源相参信号干扰问题。在滤波电路中,提出了一种高带外抑制带通滤波器,相较传统发卡滤波器带外抑制度提高10dBc,有效的抑制了本振信号中存在的相参信号干扰,提高了本振链路的输出信号纯度;上变频电路和倍频电路中,也专门设计了相应的带通滤波器,抑制不需要的谐波分量。将C波段本振信号倍频至W波段,作为W波段下变频的本振输入。所研制的高性能本振链路保证了W下变频器输出信号的杂散性能。3.W波段接收机整机性能测试。设计了一套完整的W波段接收机系统测量方案,完成了接收机系统增益、饱和输出功率等性能指标的测试。测试结果表明,W下变频器的变频损耗为9.5dB,整机在工作频带内,增益大于50dB,整机噪声系数为12.2dB;接收机数控增益调节范围40dB,接收机信道饱和输出功率为8dBm,带外杂散抑制度大于50dBc,各项指标测试结果均满足设计要求。

王维波[6](2019)在《微波毫米波单片集成电路设计技术研究》文中研究表明随着微波单片集成电路技术的发展,毫米波MMIC芯片的制造加工技术日益成熟,由于毫米波具有分辨率高、带宽大等特点,已经逐渐在雷达探测、毫米波成像、精确制导、点对点局域通信、毫米波防撞雷达等军民领域得到大量应用。近年来,随着“大数据”、“人工智能”及移动互联网时代的来临,万物互联的智能化需求日益迫切,人类需要快速、实时地在任何地点能够处理海量的信息,传统的3G、4G移动通信技术的带宽瓶颈愈加凸显,因此,迫切需要更大带宽的移动通信技术来适应这种新技术的发展,然而,由于微波技术多年的发展,低频段频谱资源已经拥挤不堪,迅速衰竭,无线通信及设备技术不得不向毫米波及更高频段寻找资源,5G毫米波通信技术便应运而生,迅速成为当前工业界及学术界的研究热点。相比传统的通信技术,5G通信技术具有更高的调制带宽、更复杂的调制模式,因此对系统的线性度指标和EVM指标有着更高的要求,然而,由于毫米波芯片工作频率的提高,其噪声系数、线性度、相位噪声、效率等关键性能指标较低频出现明显的恶化,虽然毫米波工作可以在理论上提供丰富的带宽资源,但是器件及电路性能又会因为高频工作而形成不可避免的损失,使得毫米波通信用芯片的研发更为艰难。虽然毫米波MMIC芯片已经在不同领域得到应用,但是大多数芯片产品集中在传统的探测、雷达领域,尚未形成全面面向线性度、EVM、效率等通信系统关键指标兼顾的设计方法,加之高频电磁场耦合效应明显增加、电磁场仿真技术的精度恶化等原因,导致毫米波电路设计技术出现很多新的挑战,本文在这种背景下,通过仔细研究器件模型在高频出现的新情况,探索了毫米波高精度模型提取方法,面向毫米波通信系统的要求,研究不同功能电路的设计理论和方法,最终完成了LNA、PA、Mixer、Multiplier及VCO多种芯片的设计和实际验证,通过这些芯片的设计与制作,为5G毫米波通信电路设计探索了一些重要的思路方法。主要研究内容及研究成果分为以下几个方面:1.为了提高毫米波MMIC设计的精度和成功率,本文研究了毫米波器件模型提取技术。从分析器件模型在高频工作时的分布效应、寄生效应等方面开始,分析了器件模型在毫米波工作时的特点,研究了器件的自热效应、DC-AC色散效应,分布效应等几种高频效应以及电磁场仿真边界条件校准技术,分析了目前使用毫米波器件模型的主要误差来源,提出了一种栅宽、栅指数可以任意精确缩放的小信号模型提取技术,为后续的电路设计提供了很好的基础。2.研究了毫米波功率放大器的效率与线性度兼顾设计问题,通过分析高效率放大器设计中的谐波控制、低损耗匹配网络、有源动态偏置、及高线性“甜区”设计等几种关键技术,研究了器件谐波控制技术和线性度技术的关系及折中的设计方法,同时对功率放大器设计中最为重要的奇模振荡、杂散及分频、栅电流设计等问题进行了研究,最终利用“甜区”偏置和高效率谐波控制补偿结合的方法实现了线性度和高效率性能的折中设计,通过一种Ka波段平衡式功率放大器和一种W波段高功率放大器验证了设计方法的准确性,实现了毫米波通信发射系统关键芯片的设计技术研究。3.研究了毫米波VCO低相位噪声设计技术。通过分析相位噪声的形成机理和物理来源,对比不同形式拓扑结构的VCO电路,讨论了低相位噪声VCO设计的关键技术,通过负阻振荡方法研究了电路的起振和稳定条件对VCO设计的指导作用,详细研究了振荡器地相位噪声设计的偏置选择方法,归纳总结了互相锁定技术在低相位噪声VCO设计中的关键作用,最终通过制作Ka波段和W波段两种VCO MMIC,为高频通信系统的信号源开发做出了探索。4.为了提高毫米波混频器和倍频器的相位噪声、线性度等性能,研究了电路平衡性对电路线性度、相位噪声等性能指标的影响,总结了混频器和倍频器的相位噪声及非线性的来源,分析了巴伦、正交耦合器不平衡性对通信系统的相位噪声及线性度的影响机理,并提出了相应的设计改进方法;同时从二极管非线性模型,高性能混频二极管技术方面研究了限制无源混频器中工作带宽和性能的因素;分析了二极管饱和特性和IQ混频器镜像抑制度的关系,研究了混频器交调信号的产生机理和主要来源和线性化设计技术。最终参考这些理论设计了Ka波段管堆式双平衡混频器、W波段单平衡混频器、C波段宽带IQ混频器和V波段IQ混频器等多款混频器芯片;同时研究了毫米波倍频源的设计方法,通过分析不同电路拓扑的优缺点,分析了E类倍频、平衡式倍频、F类倍频等类型的设计方法,对倍频器及其缓冲放大器的设计要点进行了分析,最终实现了Ka波段高抑制度有源四倍频器芯片及完整的毫米波系统变频电路的设计方案。5.为了提高毫米波低噪声放大器的设计精度,研究了毫米波低噪声放大器的精确设计方法。从分析器件的噪声性能及不同噪声模型的区别入手,结合经典的两端口噪声理论,仔细分析了器件单指栅宽和栅指数的寄生、分布效应,研究了器件偏置点对噪声系数如何施加影响,最终提出了一种可以精确量化的低噪声设计放大器方法,分析得出了最佳单指栅宽和栅指数、最佳偏置工作点、最佳负反馈电感等条件的精确量化依据,同时根据理论分析并提出了面向宽带、窄带要求工作时低噪声放大器设计的设计流程,通过一款W波段低噪声放大器芯片验证了设计理论的正确性,为毫米波接收前端的设计打下了基础。本论文中通过研制几种典型的毫米波电路MMIC,对相关电路设计理论和方法进行了细致的探索,这些理论和方法具有一定的学术和工程价值,文中所有芯片的制作和研制均是基于南京电子器件研究所(NEDI)的化合物半导体工艺平台,其中多款产品已经大量在通信等装备中使用,解决了我国在毫米波雷达、通信领域中一些关键性元器件的国产化,为我国自主研发毫米波芯片做出了一定的探索。本论文主要有以下几种创新性研究成果:(1)提出了一种可有效提高毫米波器件模型精度,并在毫米波频段可实现精确缩放的分布式器件建模技术。研究了毫米波器件模型提取技术中的误差来源,通过对器件高频分布效应、交直流色散效应,以及等器件模型精度的分析,提出了无源校准结构设计和电磁场仿真误差修正方法。利用该模型,设计并制备出输出功率大于5W的3mm波段氮化镓功率放大器芯片,技术指标国际领先。(2)采用F类功率放大和“线性甜区”结合的方法,设计并制备了一种平衡式Ka波段高效高线性中功率放大器芯片。芯片具有附加效率高、线性度指标优良、对负载阻抗变化不敏感等优点,已经成功用于国内的军民电子领域。(3)提出了一种基于最小噪声系数、噪声电阻、器件尺寸等物理参数分析的毫米波低噪声放大器芯片的全局优化性设计方法,避免了传统低噪声电路设计经验引入的随意性,并设计出一种W波段平衡式低噪声芯片,实测结果表明噪声系数等性能良好。

檀雷[7](2018)在《毫米波FMCW路面目标探测雷达关键技术与系统研究》文中研究说明随着电子信息技术的迅速发展,毫米波调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷达相关应用已深入渗透到军用、民用领域的多个方面。为了不断提高FMCW雷达作用距离、探测精度、成像分辨率以及抗干扰能力等系统性能,毫米波宽带高线性度扫频源、宽带高功率发射源、高增益窄波束天线及波束扫描技术、宽带低噪声接收等关键技术的研究近年来一直受到人们的高度重视。本文以实现E波段FMCW路面目标探测雷达为目标,对雷达射频前端与天线总体技术方案进行了分析设计,并对E波段宽带高效率功率合成技术、W波段频率扫描波导缝隙阵列天线设计技术、W波段高增益窄波束反射面天线设计与优化等关键技术进行了深入研究,完成了宽带功率合成放大器、高增益反射面天线等关键部件研制及系统原理样机实验研究工作。本文的研究进展包括以下内容:1、提出了一种E波段FMCW路面目标探测雷达射频前端与天线的总体技术方案。基于SPM(Small Perturbation Model)模型,系统性地分析了路面粗糙度、雷达波掠入射角度及工作频率等因素对于路面后向散射系数的影响,建立了路面目标探测雷达射频前端与天线总体指标的设计原则,据此对雷达系统射频前端和天线中的发射功率、天线增益、距离分辨率、横向距离分辨率、探测实时性等关键参数进行了分析论证,完成了雷达射频前端及天线总体技术方案的分析与设计。2、基于行波功率合成的基本理论,提出了一种以波导-微带探针为耦合单元,结合波导E-T功分/合成结构的E波段紧凑型宽带行波功率合成技术方案。基于全波仿真技术,深入研究了宽频带范围内功分/合成网络整体幅相特性随关键电路与结构尺寸的变化规律。对屏蔽微带线寄生模式及宽带有源电路中的腔体寄生谐振产生机理进行了深入研究,并提出了相应的腔体结构设计准则和寄生谐振抑制方法。在此基础上,优化设计并加工了E波段宽带四路功率合成放大器。实测结果表明,在7180GHz的芯片标称工作带宽内,该合成功放的饱和输出功率大于24d Bm,最大输出功率达到25.5d Bm,合成效率大于77%,最大合成效率达到85%。此外,为了实现E波段固态倍频源所需的驱动放大器以及满足系统测试的需求,采用波导同相位面探针阵列功分/合成网络,研制了一种Ka波段全频段高增益功率合成放大器,在26.540GHz频率范围内,实测得到连续波饱和输出功率大于30.5d Bm,小信号增益大于40d B,合成效率为84%92%。3、针对W波段波导缝隙阵列天线超细精度加工工艺难度大、成本高、性能一致性难于保证的问题,提出了一种以波导辐射面壁厚度和缝隙宽度为约束条件,缝隙切入深度阶梯变化的缝隙电导函数提取方法,有效地简化了W波段波导缝隙阵列天线工艺实现复杂度。基于该方法,研制了一种基于WR10标准矩形波导的76单元波导缝隙行波线阵,作为路面目标探测雷达的馈源天线,利用其波束指向随频率变化的特性实现雷达在俯仰面内的频率扫描。采用紧缩场测试方法对该行波线阵天线进行了远场方向图的测量。测试结果表明,在7579GHz的频率范围内天线增益大于23.5d Bi,E面半功率波束宽度为1.2°,旁瓣电平低于-20d B。当频率从75GHz扫描至79GHz时,该天线在E面内的-3d B波束扫描覆盖范围为5.5°,满足雷达在俯仰面内的探测需求。4、提出了一种以泰勒分布线源为馈源的电大尺寸椭圆柱形反射面天线的快速高效设计方法,解决了传统设计方法仿真工作量大、设计周期长的问题。通过对天线远焦点处H面半强度焦斑宽度以及天线最佳口径利用率的理论计算,获得既能在近场H面形成较窄的焦斑宽度,又能在远场H面具有较高方向性的椭圆柱形反射面天线的初始尺寸。再以实现最佳天线效率为目标,利用仿真软件FEKO优化得到最终加工尺寸,从而使得整个天线的仿真工作量大为降低。利用雷达系统的目标探测功能对反射面天线远焦点附近的H面半强度焦斑宽度进行了测量,同时利用紧缩场对天线远场H面辐射特性进行了测试。实测结果表明:在7579GHz工作频带内,天线增益大于44d Bi,远焦点附近的H面半强度焦斑宽度在0.37°0.4°之间,远场H面半功率波束宽度为0.4°。这种反射面天线适合应用于对中、远距离处横向距离分辨率均有较高要求的目标探测雷达。5、完成了雷达射频收发前端的详细设计与实验调试,并与天线系统集成联调,进行了E波段FMCW路面目标探测雷达原理样机的实验研究。根据射频前端的技术指标要求,充分考虑了各级有源器件及混频、倍频等变频模块的电性能参数,合理分配各级模块的增益及功率电平,完成了射频前端详细方案分析设计。利用二阶有源高通滤波器带外滚降特性消除了探测距离对于Dechirp后的差拍信号幅度影响。将发射、接收以及本振源链路中的核心功能模块进行系统集成与联合调试,考察了发射功率、接收噪声系数、接收动态范围等射频前端关键指标。在此基础上,将上述高增益椭圆柱形反射面天线与射频前端进行集成联调,利用数字存储示波器作为数据采集单元,建立了一套路面目标探测雷达实验验证系统,在实验室走廊环境下进行了初步的实验测试工作。实验结果表明,该雷达在测试场景内可有效探测出金属扳手、易拉罐壳、轮胎碎片、纸盒、泡沫等多种异物样品,目标距离的探测精度达到0.1m,距离分辨率达到0.11m,实现了预期的探测效果。

蒋姝[8](2017)在《短毫米波宽带射频前端理论与关键技术研究》文中指出随着超高速数据传输和高分辨率雷达成像技术的迅速发展,微波毫米波系统工作带宽要求越来越高,W波段、D波段等短毫米波段频谱资源开发利用备受关注,相关的宽带射频前端理论与关键技术研究已成为富有挑战性的前沿课题。本文以实现短毫米波段宽带高性能射频前端为目标,针对目前宽带射频系统研究开发中普遍存在的若干理论与技术问题,在短毫米波宽带接收机噪声系数理论与精确测量方法、W波段低杂散射频前端系统方案、W波段宽带低噪声下变频器与接收组件的设计与实现技术、W波段宽带收发前端原理样机研制以及D波段宽带谐波混频器研制等方面进行了深入研究。本文主要研究进展包括:1、建立了宽带非平衡信频/镜频通道接收机的双边带、单边带噪声系数理论模型,将传统的理想超外差接收机噪声系数理论公式推广到了非理想宽带接收机情况,深入研究了通道不平衡度对接收机噪声系数的影响,提出了相应的设计准则。基于传统的测量噪声系数的Y因子法和直接测量法,提出了适用于非平衡信频/镜频通道接收机噪声系数的精确测量方法,并通过构建三种W波段超外差接收机测量系统进行了实验验证。结果表明,通过Y因子法和直接测量法测得的噪声系数均与推广的理论模型相符合。将宽带非平衡信频/镜频通道接收机噪声系数理论应用于高性能W波段宽带下变频器和宽带接收组件的指标分配及硬件研制。2、提出了将高增益低噪放芯片和基于反向并联二极管对结构的谐波混频器一体化集成优化的下变频器设计方案,采用级间网络匹配技术结合三维电磁仿真方法,解决了超宽带W波段低噪放与二次谐波混频电路增益平坦度优化的技术难题,实现了在89~101GHz范围内,变频增益波动优于±1.5dB、双边带噪声系数3.0~5.0dB的优良技术指标。提出了一种带有耦合检波式自保护电路的宽带接收组件设计方案。通过建立检波二极管宽带等效电路模型,完成了宽带、低损耗的W波段耦合检波式自保护电路的准确设计。在75~80GHz范围内,所研制的宽带接收组件变频增益大于11dB,增益波动在±1.6dB以内,镜频抑制度远大于40dB,技术指标均满足雷达整机系统研制的要求。3、针对W波段宽带FMCW探测雷达具体应用需求,提出了将双本振架构和二次变频接收相结合的W波段宽带射频前端系统技术方案。基于相互独立的异频收发本振源,建立了系统分析模型,深入分析了系统各节点信号频谱分布及其相位噪声特性,提出采用双本振架构与二次变频接收相结合的系统总体结构,从原理上阐述了该总体方案实现相噪对消的可行性。在此基础上,完成了系统关键指标的参数论证,并充分考虑各级有源器件和混频倍频模块的电性能参数,合理分配了各级电路功率,对其中存在的谐杂波频谱及其滤除方法进行了深入分析,改善系统杂散抑制度,建立了低杂散W波段宽带射频前端系统方案。4、提出了一种新型的紧凑型平面微带低通滤波器电路,将中频低通滤波器的阻带高频端拓展到40GHz,有效改善了二次变频接收机中频信号的频谱纯度。该滤波器中心区域由相互交叉耦合的三种扇形谐振器、两种四分之一圆形谐振器和一系列高阻抗线组成,形成了 2.3-1OGHz的较宽阻带和高滚降速率。通过增加三类加载半圆形贴片的高阻抗线谐振器和一类折叠型阶跃阻抗线谐振器,在Ka频段产生了多个传输零点,从而将阻带拓宽到18次谐波频点以上。实测结果表明,所研制的中频低通滤波器阻带覆盖范围宽达2.2~40GHz,抑制度优于25dB,滚降速率达到104dB/GHz,与已报道的国内外同类滤波器相比,阻带带宽和滚降速率综合性能具有明显优势。5、在W波段宽带射频前端系统研制中,将场路结合的一体化仿真方法应用于W波段二路合成三倍频器的优化设计,并提出了在本振链路和中频端联合应用高阻带抑制度带通/低通滤波器的杂散抑制方案,解决了宽带射频前端系统带内平坦度优化、杂散抑制等关键技术问题。对W波段功率合成三倍频器的二极管匹配电路、输入功分网络、输出合成网路进行联合仿真优化,实现了在10GHz带宽范围内优于±0.8dB的输出功率平坦度。通过对金丝键合方式及其损耗特性的试验研究,解决了接收本振信号在高端频点功率偏低的问题,改善了增益的平坦度。通过在本振链路和中频端同时配置具有高阻带抑制特性的滤波器,大幅减少了接收链路的谐杂波分量。将收发链路、本振链路射频模块集成联调,完成了 W波段宽带射频前端系统的研制。实验结果表明,在10GHz带宽范围内,射频前端发射输出功率为9.5dBm±1.0dB,接收增益波动在±1.8dB以内,双边带噪声系数为3.7~5.1dB,收发系统整体杂散抑制度大于50dBc,整体闭环测试验证了系统结构的相噪抵消效果,可直接应用于W波段短距离探测系统。6、提出了利用串联双肖特基结二极管的单结工作模式实现D波段二次谐波混频器的技术方案,建立了单结工作模式下包含无源寄生效应的二极管宽带等效电路模型。将该模型和负载牵引技术相结合,快速获得射频端和本振端的最佳阻抗特性,进而优化整体电路尺寸,获得优良的变频损耗宽带频响特性。研制成功了低成本、高性能的D波段宽带二次谐波混频器,测试表明,在135~165GHz范围内,混频器单边带变频损耗为14±3dB,在140~160GHz范围内变频损耗为12±1dB,中频带宽覆盖0~20GHz,实验结果验证了二极管单结等效电路模型的准确性以及设计方法的有效性。提出了一种对称型的高Q值H面扩展陷波腔结构,对陷波腔谐振机理进行了深入分析,成功应用于具有阻带增强特性的D波段全波段波导带通滤波器的研制。在106~174GHz范围内,滤波器实测插损典型值为1.2dB,在180GHz处抑制度超过30dB,主要性能指标与国外同类产品相当。所研制的高性能谐波混频器和带通滤波器为D波段宽带接收机的研究打下了重要基础。

邱进会[9](2017)在《K波段卫星通信低噪声下变频器研究》文中研究说明随着经济的发展和社会的进步,传统的波段(C和Ku)带宽有限,已不能满足日益增长的市场需求。频率较高的K波段,不仅具有比较宽的可用带宽,而且卫星天线的增益较传统波段高。因此,在保证天线增益值不变的前提下,K波段卫星天线可制造得更加小巧轻便,从而方便拆卸和携带。因此K波段卫星通信技术成为目前工业界研发的重点。本项目研究的K波段收发机作为卫星通信系统中重要的射频单元,在卫星通信系统中发挥着不可替代的作用。无线收发机可以实现收发双工,包括上变频和功率放大部分(简称BUC)以及低噪声放大和下变频部分(简称LNB),本论文的研究对象为K波段无线收发机的LNB部分,即应用于K波段无线通信的低噪声下变频器。本论文首先介绍了低噪声下变频器的基本原理和设计指标,然后分别介绍了低噪声下变频器中有源电路和无源电路的设计,其中无源电路部分的设计包括波导转微带结构、带通滤波器(要求镜像抑制度大于35dBc)以及混频器;有源部分包括低噪声放大器(要求单管增益大于11dB)、介质振荡器(18.25GHz)、直流偏置电路。之后,论文对每一子部分电路的设计原理、参数及设计方法进行了详细论述,并且借助Ansys公司的HFSS软件和Keysight公司的ADS软件对各个部分的射频参数进行了仿真分析。在组装成整机后,通过矢量网络分析仪N5247A测量了低噪声下变频器噪声系数和增益等相关参数。下变频到中频测试结果显示,低噪声下变频器噪声系数典型值低于1.6dB,增益高于56dB,已经达到相关产品设计要求。

彭雪松[10](2018)在《毫米波收发前端的研究与设计》文中研究指明收发组件在制导、雷达、电子对抗系统中广泛应用,毫米波收发前端是引信的重要组成部分,它实现了有效信号发射和接收、放大变换,直接影响着整个接收系统的性能。本文的工作围绕毫米波收发前端的研究展开。首先阐述了毫米波收发前端的工作原理,根据前端的技术指标,按照组件的设计原则提出了具体的设计方案,给出了组件的原理框图,并把前端分为源、发射支路和接收支路,再将各支路进行模块划分,介绍了 DRO振荡器、滤波器、开关、低噪声放大器和混频器的工作原理和设计、选型,并对DRO和滤波器进行了仿真验证。最后在前面单个部件分析设计的基础上,设计制作并测试了毫米波收发前端,测试结果显示研制的收发前端完全满足项目技术指标要求。

二、C波段微带下变频器(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、C波段微带下变频器(论文提纲范文)

(1)C波段卫星通讯地面发射机前端研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外发展动态
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文内容及安排
第二章 C波段卫星通讯地面站发射前端理论基础
    2.1 卫星通讯系统基本理论
        2.1.1 卫星通讯系统的组成
        2.1.2 卫星通讯系统的特点和工作频率
        2.1.3 卫星通讯系统的相关指标
        2.1.4 VSAT系统及小站
    2.2 射频发射前端基本理论
        2.2.1 常见发射系统结构
        2.2.2 发射系统指标要求
    2.3 锁相环基本理论
        2.3.1 锁相环基本原理
        2.3.2 锁相环的相位噪声
    2.4 射频滤波器及其分类
    2.5 C波段卫星通讯地面站发射前端指标要求
    2.6 本章小结
第三章 C波段卫星通讯地面发射机前端的设计
    3.1 系统方案设计
        3.1.1 系统结构选择
        3.1.2 系统关键器件选型
    3.2 频率源模块设计与实现
        3.2.1 模块指标分析及方案选择
        3.2.2 锁相环芯片选型及环路设计
        3.2.3 频率源模块设计
    3.3 发射通道模块设计与实现
        3.3.1 模块指标分析
        3.3.2 中频预处理部分设计
        3.3.3 混频处理部分设计
        3.3.4 发射通道整体设计与实现
    3.4 功率放大模块设计与实现
    3.5 电源模块设计及系统整体实现
    3.6 本章小结
第四章 C波段卫星通讯地面发射机前端的调试与测试
    4.1 关键部分调试与测试
    4.2 系统整体测试
        4.2.1 常温测试
        4.2.2 高低温测试
    4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 不足与改进
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(2)U波段监测接收机毫米波前端电路设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究发展状态
    1.3 论文内容及章节安排
第二章 毫米波段接收机系统结构与原理
    2.1 接收机结构与指标分析
        2.1.1 接收机的基本结构
        2.1.2 接收机的主要指标
    2.2 锁相环结构与基本原理
        2.2.1 频率合成技术
        2.2.2 锁相环路的基本结构
        2.2.3 锁相环路的特性分析
        2.2.4 锁相环路的相位噪声
    2.3 本章小结
第三章 毫米波段接收机方案设计与仿真
    3.1 接收机系统整体方案
        3.1.1 接收电路的主要技术指标
        3.1.2 整体方案设计
    3.2 接收链路方案设计与仿真
        3.2.1 接收链路结构设计方案
        3.2.2 接收链路元器件选型
        3.2.3 接收链路系统级仿真
    3.3 频率源模块方案设计
        3.3.1 频率规划与模块设计
        3.3.2 锁相环路的设计
        3.3.3 倍频支路的设计
        3.3.4 接收机前端频率源完整设计方案
    3.4 本章小结
第四章 单元模块的独立设计与仿真
    4.1 平行耦合微带线带通滤波器的设计与仿真
        4.1.1 平行耦合微带线带通滤波器设计理论基础
        4.1.2 平行耦合微带线带通滤波器的设计与仿真
    4.2 分支线定向耦合器的设计与仿真
        4.2.1 分支线定向耦合器设计理论基础
        4.2.2 分支线定向耦合器的设计与仿真
    4.3 本章小结
第五章 毫米波段接收机实现与测试
    5.1 电源模块电路设计
    5.2 接收电路设计
    5.3 PCB整体设计与制作
    5.4 测试结果及分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
个人简历
硕士研究生期间的研究成果

(3)用于宽带自组网的变频器研究与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 上下变频系统的收发模块国内外发展动态
    1.3 本文主要工作
    1.4 论文安排
第二章 基本理论和方案设计
    2.1 混频器
        2.1.1 混频增益和混频损耗
        2.1.2 噪声系数
        2.1.3 1d B压缩电平
        2.1.4 三阶交调
        2.1.5 功率隔离度
        2.1.6 镜频抑制
    2.2 放大器
        2.2.1 放大器的偏置
        2.2.2 放大器的自激
    2.3 滤波器
    2.4 变频器技术指标和技术方案
    2.5 本章小结
第三章 滤波器的设计与实现
    3.1 扇形滤波器
    3.2 交指滤波器
        3.2.1 4GHz带通滤波
        3.2.2 14GHz~16GHz带通滤波
    3.3 基片集成波导滤波器
        3.3.1 基片集成波导滤波器的理论知识
        3.3.2 基片集成波导滤波器的设计
        3.3.3 基片集成波导滤波器的制作和测试
        3.3.4 转接处的仿真设计
    3.4 本章小结
第四章 上下变频通道链路设计
    4.1 本振信号模块
        4.1.1 本振信号的实现原理
        4.1.2 本振信号的实现方案
    4.2 上变频链路
        4.2.1 分离电路
        4.2.2 第一次上变频混频设计
        4.2.3 第二次上变频混频设计
    4.3 下变频链路
        4.3.1 第一次下变频混频设计
        4.3.2 第二次下变频混频设计
    4.4 本章小结
第五章 实物制作与测试
    5.1 上下变频链路的原理图设计
        5.1.1 逻辑控制设计
        5.1.2 上下链路设计
        5.1.3 电源设计
    5.2 PCB铺板设计
    5.3 结构件的设计与制作
    5.4 实物制作与编程准备
        5.4.1 PCB实物制作
        5.4.2 编程准备
    5.5 测量结果及分析
        5.5.1 上变频测试结果和分析
        5.5.2 下变频测试结果和分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 课题总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
作者简介

(4)高性能微波频率源与毫米波FMCW射频前端关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究发展现状
        1.2.1 频率合成技术
        1.2.2 毫米波FMCW雷达系统应用
    1.3 本文研究内容
    1.4 论文结构安排
    参考文献
第二章 基于DSM的小数分频PLL理论模型与实验研究
    2.1 引言
    2.2 基于DSM的小数分频PLL特性分析
        2.2.1 小数N分频PLL
        2.2.2 Delta-Sigma调制器基本理论
        2.2.3 MASH调制器建模与性能分析
        2.2.4 PLL的相位噪声特性
    2.3 双频段LNB中的频率源
        2.3.1 LNB研究背景与总体方案设计
        2.3.2 基于DSM的小数N分频双频率本振源
        2.3.3 LNB模块设计与实验研究
    2.4 基于DSM的宽带小数分频PLL研究
        2.4.1 基于连续时间模型的扫频状态下相位噪声特性分析
        2.4.2 基于DSM的宽带小数分频PLL方案设计
        2.4.3 PLL性能仿真分析与电路设计
        2.4.4 点频状态下性能测试与分析
        2.4.5 扫频状态下性能测试与分析
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 宽带扫频信号线性度精确测量方法与DDS驱动的锁相扫频源
    3.1 引言
    3.2 扫频线性度测量方法研究
        3.2.1 扫频信号采集方案
        3.2.2 瞬时频率计算
        3.2.3 数字信号处理方案
        3.2.4 仿真验证与分析
        3.2.5 分段测量结果的整合
    3.3 DDS电路设计与实验研究
        3.3.1 DDS电路基本原理与扫频线性度分析
        3.3.2 整体方案
        3.3.3 DDS电路设计
        3.3.4 DDS电路的点频性能测试与分析
        3.3.5 DDS电路的扫频性能测试与分析
    3.4 整数分频锁相环电路研究
        3.4.1 方案设计
        3.4.2 PLL相位噪声分析、仿真和电路设计
    3.5 DDS驱动的PLL性能测试与分析
        3.5.1 单频点输出性能测试与分析
        3.5.2 扫频输出性能测试与分析
    3.6 DSM小数N分频PLL扫频线性度的测试与对比分析
    3.7 本章小结
    参考文献
第四章 杂散抑制技术研究与低相位噪声振荡器设计
    4.1 引言
    4.2 频率源杂散分析与抑制方法
        4.2.1 器件固有杂散
        4.2.2 变频杂散
        4.2.3 电源杂散
        4.2.4 数字与控制电路杂散
    4.3 低相位噪声振荡器设计
        4.3.1 高Q值 AFSIW谐振器设计
        4.3.2 低相位噪声振荡器设计与测试
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 低相位噪声双路相参频率源及应用研究
    5.1 引言
    5.2 基于异频双本振架构的LFMCW雷达系统
        5.2.1 系统概述
        5.2.2 频谱特性分析
        5.2.3 相位噪声抵消特性分析
    5.3 C波段双路频率源方案设计与实验
        5.3.1 频率源性能指标分析
        5.3.2 基于混频锁相的双路频率源方案设计
        5.3.3 双路频率源性能测试
    5.4 C波段双路频率源在W波段射频前端中的应用
        5.4.1 W波段射频前端系统方案概述
        5.4.2 关键电路研制
        5.4.3 W波段射频前端相位噪声抵消实验研究
    5.5 X波段低相位噪声频率源研究
        5.5.1 频率源方案设计
        5.5.2 频率源性能测试
    5.6 本章小结
    参考文献
第六章 W波段FMCW雷达射频前端设计与应用研究
    6.1 引言
    6.2 FOD检测雷达系统概述
        6.2.1 射频前端架构分析与选择
        6.2.2 FMCW雷达基本原理
    6.3 FMCW雷达系统设计考虑与关键指标分析
        6.3.1 收发链路设计考虑与关键指标分析
        6.3.2 频率源设计考虑与关键指标分析
    6.4 射频前端详细设计方案与实验研究
        6.4.1 射频前端总体方案
        6.4.2 本振链路设计与实验研究
        6.4.3 接收链路设计与实验研究
        6.4.4 发射链路设计与实验研究
        6.4.5 控制方案
    6.5 射频前端集成测试
        6.5.1 发射链路输出功率测试
        6.5.2 接收链路噪声系数测试
        6.5.3 接收链路输出频谱及增益测试
    6.6 FMCW雷达系统目标检测实验
        6.6.1 雷达系统测试平台搭建
        6.6.2 多目标探测实验
    6.7 本章小结
    参考文献
第七章 结束语
    7.1 论文工作总结
    7.2 未来工作展望
致谢
作者简介

(5)微波毫米波接收机关键技术研究与应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 毫米波射频接收前端关键技术发展现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 论文结构安排
第二章 毫米波接收机组成与方案设计
    2.1 接收机主要技术指标
        2.1.1 噪声系数
        2.1.2 动态范围和灵敏度
        2.1.3 线性度
    2.2 接收机系统方案
        2.2.1 超外差接收机
        2.2.2 零中频接收机
        2.2.3 低中频接收机
    2.4 本课题接收机方案
        2.4.1 主要设计指标
        2.4.2 毫米波接收机系统总体方案设计和优化
    2.5 本章总结
第三章 高性能I-Q混频器关键技术研究
    3.1 混频器的基本原理
        3.1.1 混频器的主要技术指标
        3.1.2 I-Q混频器的原理分析
    3.2 I-Q混频器模块设计
        3.2.1 电路设计的关键技术考虑
        3.2.2 I-Q混频模块指标及方案设计
    3.3 I-Q混频器关键电路研制
        3.3.1 数控衰减器设计
        3.3.2 低通滤波器设计
        3.3.3 隔直电路设计
        3.3.4 十二倍频器的设计
    3.4 I-Q混频器模块制作与测试
        3.4.1 模块增益测试
        3.4.2 幅度和相位平衡性测试
        3.4.3 杂散抑制测试
        3.4.4 抗干扰性能测试
        3.4.5 噪声系数测量
    3.5 本章总结
第四章 W波段下变频器高性能本振链路研制
    4.1 本振链路方案设计
    4.2 滤波放大电路
    4.3 上变频电路
    4.4 倍频电路设计
        4.4.1 四倍频器电路
        4.4.2 三倍频器电路
    4.5 本章总结
第五章 W波段接收机实验研究
    5.1 W波段下变频器制作与测试
        5.1.1 波导-微带过渡
        5.1.2 毫米波混频器电路
        5.1.3 W波段下变频器测试
    5.2 W波段接收机整机测试
        5.2.1 接收信道增益和动态范围
        5.2.2 接收信道饱和输出功率
        5.2.3 接收输入P-1dB
        5.2.4 基带信号输出带宽及正交性
        5.2.5 噪声系数及接收平坦度
        5.2.6 基带杂散
    5.3 本章总结
第六章 结束语
    6.1 论文工作总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献

(6)微波毫米波单片集成电路设计技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 毫米波MMIC技术应用现状
    1.2 课题背景及研制必要性
    1.3 相关研究现状
    1.4 论文研究内容安排
    参考文献
第二章 微波毫米波可精确缩放模型技术研究
    2.1 不同类型场效应器件比较
        2.1.1 HEMT及 p HEMT的基本结构
        2.1.2 HEMT及 pHEMT的基本结构MESFET,HEMT及 pHEMT的比较
        2.1.3 增强型和耗尽型pHEMT的比较
        2.1.4 pHEMT的噪声性能
        2.1.5 器件的频率特性
    2.2 经典的小信号等效电路模型
        2.2.1 GaAs MESFET的物理模型
        2.2.2 HEMT和 PHEMT的物理模型
        2.2.3 等效电路模型元件值的确定
    2.3 GaAsFET非线性模型
        2.3.1 经验基模型
        2.3.2 表格基模型
        2.3.3 物理基模型
    2.4 建模技术中的难题
        2.4.1 DC-AC的色散(Dispersion)问题
        2.4.2 模型的误差来源和外推(Extrapolation)
        2.4.3 模型的精确缩放(Scaling)问题
    2.5 微波毫米波可精确缩放模型的实现
        2.5.1 电磁场边界条件的修正
        2.5.2 缩放模型的构建
        2.5.3 模型验证
    2.6 EEHEMT、Angelov和 TOM4 模型对比
    2.7 小结
    参考文献
第三章 毫米波功率放大器MMIC设计技术研究
    3.1 器件的线性度
    3.2 晶体管的附加效率
    3.3 功率放大器的高效率设计
        3.3.1 F类和逆F类功率放大技术
        3.3.2 器件谐波控制技术研究
    3.4 功率放大器的线性度研究
        3.4.1 静态偏置点与效率和线性度的关系
        3.4.2 最佳线性阻抗匹配时效率和线性度的关系
        3.4.3 谐波阻抗对效率和线性度的影响
        3.4.4 器件的效率线性“甜区”及IMD消除技术
    3.5 IMD频谱不对称的理论分析
    3.6 有源动态偏置对线性度和效率的影响
        3.6.1 有源动态偏置电路对电路P-1及效率的影响
        3.6.2 有源动态偏置对电路高低温特性的影响
    3.7 功率放大器中的栅流设计
        3.7.1 功率放大器磁滞现象研究
        3.7.2 功率退化现象研究
    3.8 大信号阻抗匹配
    3.9 低损耗匹配技术
    3.10 功率放大器稳定性技术研究
        3.10.1 功率放大器的奇模振荡、自激和杂散
        3.10.2 功率放大器的分频
    3.11 功率顶降和热设计研究
    3.12 电路设计仿真
        3.12.1 Ka波段GaAs平衡式功率放大器电路设计
        3.12.2 W波段GaN高功率放大器电路设计
    3.13 小结
    参考文献
第四章 微波毫米波压控振荡器MMIC电路设计
    4.1 振荡器的相位噪声
        4.1.1 相位噪声及其影响
        4.1.2 器件内部的噪声
        4.1.3 相位噪声的形成
        4.1.4 相位噪声的测量
    4.2 负阻振荡理论
        4.2.1 频率稳定性
        4.2.2 负阻振荡
        4.2.3 振荡的稳定性条件
    4.3 微波毫米波压控振荡器MMIC的主要类型
        4.3.1 推-推结构
        4.3.2 分布式VCO
        4.3.3 腔体VCO
        4.3.4 交叉耦合型振荡器
        4.3.5 平衡式振荡器
    4.4 低相位噪声振荡电路
        4.4.1 振荡器的相位噪声特性
        4.4.2 不同拓扑结构的相位噪声
    4.5 电路设计及仿真
        4.5.1 振荡电路类型的选择
        4.5.2 振荡器件的最佳尺寸选择
        4.5.3 低相噪振荡器件的最佳偏置点选择
        4.5.4 调谐方式的选择
        4.5.5 低相噪振荡器的设计
    4.6 测试结果及分析
    4.7 小结
    参考文献
第五章 微波毫米波混频及倍频MMIC电路设计
    5.1 微波混频基本原理
    5.2 混频器的几种重要性能参数
        5.2.1 单边带噪声(SSB)和双边带噪声(DSB)
        5.2.2 三阶互调失真
        5.2.3 镜频干扰
        5.2.4 半中频干扰
    5.3 典型混频器电路结构
        5.3.1 有源型混频器
        5.3.2 无源型混频器
        5.3.3 正交混频器
    5.4 混频器中的非线性和线性化设计
        5.4.1 无源二极管混频器的线性化技术
        5.4.2 单管有源混频器的线性化设计
        5.4.3 双栅混频器的线性化设计
        5.4.4 吉尔伯特混频器的线性化设计
    5.5 二极管混频器中的关键技术研究
        5.5.1 二极管器件非线性模型
        5.5.2 混频器件的可靠性设计
        5.5.3 正交混频镜像抑制度的测试
    5.6 混频器幅度及相位噪声
    5.7 巴伦及正交耦合器端口平衡性的改善
        5.7.1 巴伦端口的平衡性改善
        5.7.2 正交耦合器的平衡性改善
    5.8 毫米波混频器设计
        5.8.1 工艺方案的选择
        5.8.2 电路设计方案
        5.8.3 双平衡混频器设计及仿真结果
        5.8.4 微波正交混频器设计
    5.9 流片及测试结果
    5.10 微波倍频理论
        5.10.1 N次单管有源倍频器
        5.10.2 三倍频器
        5.10.3 二倍频器
    5.11 高效率倍频器设计
        5.11.1 E类倍频器
        5.11.2 平衡式倍频器
        5.11.3 F类倍频器
    5.12 Ka波段四倍频器MMIC设计
        5.12.1 偏置设计
        5.12.2 缓冲放大器的设计
        5.12.3 稳定设计
        5.12.4 相位噪声设计
        5.12.5 版图设计与芯片照片
        5.12.6 电路仿真结果
        5.12.7 测试结果
    5.13 小结
    参考文献
第六章 毫米波低噪声放大器MMIC设计技术研究
    6.1 微波器件的噪声模型理论
        6.1.1 两端口噪声网络理论
        6.1.2 微波器件的噪声特性
        6.1.3 噪声温度
        6.1.4 pHEMT的噪声模型
        6.1.5 噪声参量提取及噪声模型结果
    6.2 低噪声放大器设计理论
        6.2.1 低噪声器件最佳栅宽和栅指数的选择技术
        6.2.2 低噪声器件最佳偏置点的选择技术
        6.2.3 宽带低噪声放大器的设计技术
        6.2.4 低噪声放大器的线性度
    6.3 W波段低噪声放大器MMIC的研制
        6.3.1 设计指标
        6.3.2 第一级器件尺寸的选取与设计
        6.3.3 第一级器件偏置的选取与设计
        6.3.4 电路实现的工艺和器件
        6.3.5 电路设计仿真
    6.4 测试结果
    6.5 测试分析
    6.6 小结
    参考文献
总结与展望
攻读博士学位期间科研及发表论文情况
致谢

(7)毫米波FMCW路面目标探测雷达关键技术与系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究与发展现状
        1.2.1 毫米波功率合成技术
        1.2.2 波导缝隙阵列天线与反射面天线
        1.2.3 毫米波调频连续波雷达系统应用
    1.3 本文研究内容
    1.4 论文结构安排
    参考文献
第二章 毫米波调频连续波路面目标探测雷达系统方案分析设计
    2.1 引言
    2.2 调频连续波雷达系统概述
        2.2.1 调频连续波雷达基本架构
        2.2.2 调频连续波雷达测距、测速基本原理
    2.3 毫米波调频连续波路面目标探测雷达系统总体设计
        2.3.1 路面后向散射
        2.3.2 雷达系统总体架构
        2.3.3 射频前端与天线总体指标设计原则
    2.4 雷达系统射频前端关键参数论证与总体方案设计
        2.4.1 射频前端关键参数论证
        2.4.2 射频前端总体方案设计
    2.5 雷达系统收发天线关键参数论证与总体方案设计
        2.5.1 收发天线关键参数论证
        2.5.2 收发天线总体方案设计
    2.6 小结
    参考文献
第三章 E、Ka波段宽带功率合成放大器的设计与实验研究
    3.1 引言
    3.2 E波段宽带行波功率合成放大器的设计
        3.2.1 行波功率合成基本理论
        3.2.2 E波段宽带行波功率合成结构的分析与设计
        3.2.3 E波段宽带行波功率合成放大器腔体结构设计与谐振抑制
    3.3 E波段宽带行波功率合成放大器的实验研究
        3.3.1 无源结构实验结果与分析
        3.3.2 单芯片功放模块的研制
        3.3.3 功率合成放大器实验结果与分析
    3.4 Ka全频段高增益功率合成放大器的设计与实验研究
        3.4.1 Ka全频段高增益功率合成放大器的设计
        3.4.2 Ka全频段高增益功率合成放大器的实验研究
    3.5 小结
    参考文献
第四章 W波段波导缝隙行波线阵的设计与实验研究
    4.1 引言
    4.2 波导缝隙阵列天线基本理论
        4.2.1 波导缝隙天线辐射原理与缝隙基本形式
        4.2.2 阵列天线概述
        4.2.3 阵列天线方向图综合
    4.3 W波段波导缝隙行波线阵的设计
        4.3.1 总体设计
        4.3.2 缝隙间距的确定
        4.3.3 副瓣电平的优化
        4.3.4 缝隙电导分布的计算
        4.3.5 缝隙电导函数的提取
    4.4 W波段波导缝隙行波线阵的仿真优化与容差分析
        4.4.1 仿真优化
        4.4.2 容差分析
    4.5 W波段波导缝隙行波线阵的实验研究
        4.5.1 测试方法概述
        4.5.2 测试结果分析
    4.6 小结
    参考文献
第五章 W波段电大尺寸椭圆柱形反射面天线的设计与实验研究
    5.1 引言
    5.2 椭圆柱形反射面天线理论分析
        5.2.1 椭圆柱形反射面天线远焦点附近场分布特性分析
        5.2.2 椭圆柱形反射面天线远场辐射特性分析
    5.3 W波段电大尺寸椭圆柱形反射面天线仿真优化
        5.3.1 天线效率及远场辐射特性仿真优化
        5.3.2 椭圆柱形与抛物柱形反射面天线远近场辐射特性仿真对比
    5.4 W波段电大尺寸椭圆柱形反射面天线结构设计与实验研究
        5.4.1 反射面天线结构设计
        5.4.2 反射面天线实验研究
    5.6 小结
    参考文献
第六章 毫米波调频连续波路面目标探测雷达实验研究
    6.1 引言
    6.2 射频前端详细设计方案
        6.2.1 发射链路设计方案
        6.2.2 接收链路设计方案
    6.3 雷达射频前端实验研究
        6.3.1 发射链路输出功率测试
        6.3.2 接收链路噪声系数测试
        6.3.3 接收动态范围测试
    6.4 路面目标探测雷达实验研究
        6.4.1 相同轴向距离下不同目标的探测实验
        6.4.2 多种目标探测难易程度的实验
        6.4.3 相同目标在不同轴向距离处的探测实验
        6.4.4 多目标的探测实验
        6.4.5 雷达距离分辨率的测试
    6.5 小结
    参考文献
第七章 结束语
    7.1 论文工作总结
    7.2 未来工作展望
致谢
作者简介

(8)短毫米波宽带射频前端理论与关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 短毫米波段射频前端关键技术发展现状
    1.3 短毫米波射频前端系统发展现状
    1.4 本文研究内容
    1.5 论文结构安排
    参考文献
第2章 非平衡信频/镜频通道接收机噪声系数理论及其实验研究
    2.1 引言
    2.2 噪声的分类和评估方式
        2.2.1 噪声的分类
        2.2.2 噪声的评估方式
        2.2.3 特殊网络的噪声系数
    2.3 理想情况下超外差接收机噪声系数
        2.3.1 理想情况下双边带噪声系数
        2.3.2 理想情况下单边带噪声系数
    2.4 非平衡信频/镜频通道接收机噪声系数(无镜频抑制滤波器)
        2.4.1 双边带噪声系数理论
        2.4.2 单边带噪声系数理论
    2.5 非平衡信频/镜频通道接收机噪声系数(有镜频抑制滤波器)
        2.5.1 IRF位于接收机输入端
        2.5.2 IRF加在低噪放输出端
    2.6 非平衡信频/镜频通道接收机设计准则
        2.6.1 接收机不包含镜频抑制滤波器
        2.6.2 接收机包含镜频抑制滤波器
    2.7 非平衡信频/镜频通道接收机噪声系数测量方法及实验研究
        2.7.1 非平衡信频/镜频通道接收机噪声系数测量方法
        2.7.2 构建三类W波段超外差接收机测量系统
        2.7.3 实验研究
    2.8 本章小结
    参考文献
第3章 W波段宽带一体化下变频器与宽带接收组件研究
    3.1 引言
    3.2 W波段宽带一体化下变频器研制
        3.2.1 电路结构和电性能设计
        3.2.2 一体化优化设计
        3.2.3 实验研究
    3.3 具有自适应保护功能的W波段宽带接收组件研制
        3.3.1 组件结构和电性能设计
        3.3.2 W波段耦合检波式自保护电路设计
        3.3.3 关键部件研制
        3.3.4 W波段接收组件实验研究
    3.4 本章小结
    参考文献
第4章 双本振架构的W波段射频前端系统方案分析设计
    4.1 引言
    4.2 工作体制
    4.3 LFMCW体制雷达系统架构分析
        4.3.1 常规系统架构
        4.3.2 异频双本振架构信号分析
    4.4 主要参数论证
        4.4.1 差拍信号频率范围
        4.4.2 接收机噪声系数和灵敏度
        4.4.3 接收机动态范围和发射机输出功率
        4.4.4 总体技术指标
    4.5 总体方案设计
    4.6 收发链路详细方案分析设计
        4.6.1 接收链路方案分析设计
        4.6.2 发射链路方案分析设计
    4.7 本章小结
    参考文献
第5章 W波段射频前端关键部件与系统实验研究
    5.1 引言
    5.2 收发链路关键部件研制
        5.2.1 W波段放大倍频链路研制
        5.2.2 接收及本振链路研制
    5.3 系统整机研制
        5.3.1 整机硬件集成
        5.3.2 接收机实验研究
        5.3.3 发射机实验研究
    5.4 整机收发闭环测量实验
    5.5 目标距离测量实验
    5.6 本章小结
    参考文献
第6章 D波段宽带谐波混频器及全波段带通滤波器研究
    6.1 引言
    6.2 D波段宽带二次谐波混频器研制
        6.2.1 GaAs Schottky二极管宽带单结等效电路模型
        6.2.2 反向并联二极管对混频原理分析
        6.2.3 D波段宽带二次谐波混频器设计
        6.2.4 实验研究
    6.3 D波段全波段波导带通滤波器研制
        6.3.1 增强阻带特性的实现方法
        6.3.2 H面对称型陷波腔
        6.3.3 带H面对称型陷波腔的D全波段带通滤波器设计
        6.3.4 实验研究
    6.4 本章小结
    参考文献
第7章 结束语
    7.1 论文工作总结
    7.2 未来工作展望
致谢
作者简介

(9)K波段卫星通信低噪声下变频器研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 LNB研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本论文的结构和主要内容安排
第二章 LNB总体方案设计
    2.1 LNB架构介绍
        2.1.1 超外差式接收机
        2.1.2 LNB的结构
    2.2 LNB的结构参数和设计指标
    2.3 LNB方案设计
    2.4 主要指标定义及指标分配
        2.4.1 灵敏度
        2.4.2 噪声系数
        2.4.3 放大器的增益
        2.4.4 输入和输出驻波比
        2.4.5 动态范围
    2.5 本章小结
第三章 微波无源电路设计
    3.1 波导-微带转换
        3.1.1 微带线的传输理论
        3.1.2 波导-微带结构设计
    3.2 带通滤波器
        3.2.1 滤波器的分类及技术参数
        3.2.2 切比雪夫型滤波器模型
        3.2.3 发夹型滤波器的设计仿真
    3.3 无源混频器
        3.3.1 混频器的类型及技术参数
        3.3.2 混频器的设计仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 低噪放和振荡器设计
    4.1 低噪声放大器(LNA)设计
        4.1.1 放大器的S参数
        4.1.2 LNA的稳定性分析
        4.1.3 三级低噪声放大器的设计考虑
        4.1.4 低噪声放大管的选择
        4.1.5 匹配电路设计
    4.2 介质振荡器设计
        4.2.1 介质谐振腔振荡器的原理
        4.2.2 介质谐振器设计与仿真分析
    4.3 直流偏置设计
    4.4 本章小结
第五章 低噪声下变频器的整机测试
    5.1 测试情况概要
    5.2 测试结果分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(10)毫米波收发前端的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引信与毫米波前端发展情况
    1.2 主要研究内容
    1.3 论文的组织结构
第二章 毫米波收发前端理论基础
    2.1 微波收发前端典型结构和主要电特性参数
    2.2 本章小结
第三章 总体要求和方案设计
    3.1 毫米波收发前端功能参数要求
        3.1.1 毫米波收发前端功能参数要求分析
        3.1.2 其他要求
    3.2 组件总体设计
        3.2.1 毫米波收发前端原理及功能配置
        3.2.2 技术性能分析
        3.2.2.1 接收支路噪声系数分析
        3.2.2.2 接收支路增益
        3.2.2.3 发射支路输出功率
        3.2.2.4 本振噪声系数
        3.2.2.5 结构布局
    3.3 本章小结
第四章 毫米波收发前端电路设计
    4.1 毫米波收发前端电路原理
    4.2 电路设计实施方案
        4.2.1 DRO振荡器设计
        4.2.1.1 振荡器原理
        4.2.1.2 振荡器选择
        4.2.1.3 振荡器设计
        4.2.1.4 振荡器仿真和测试结果
        4.2.2 滤波器设计
        4.2.2.1 带通滤波器原理及设计
        4.2.2.2 带通滤波器仿真
        4.2.3 功率放大器设计
        4.2.3.1 功率放大器器件及主要电特性参数
        4.2.3.2 功率放大器器件选择
        4.2.3.3 功率放大器偏置电路
        4.2.4 开关控制电路
        4.2.4.1 开关原理
        4.2.4.2 开关选择
        4.2.4.3 开关驱动电路设计
        4.2.5 接收支路设计
        4.2.5.1 接收支路的结构设计
        4.2.5.2 低噪声放大器设计
        4.2.5.3 下变频器设计
        4.2.5.4 C波段放大器设计
        4.2.5.5 接收支路电路实现与计算
        4.2.6 腔体和工艺设计
        4.2.6.1 腔体设计
        4.2.6.2 芯片槽孔尺寸及键合要求
        4.2.6.3 产品封盖方式
    4.3 技术难点
        4.3.1 DRO振荡器频率稳定性问题
        4.3.2 采取措施
    4.4 本章小结
第五章 毫米波收发前端可靠性设计
    5.1 元器件选择和降额设计
    5.2 热设计和高低温下匹配设计
        5.2.1 设计原则
        5.2.2 前端设计情况
    5.3 防振动和冲击设计
        5.3.1 振动和冲击的概念和一般解决措施
        5.3.2 前端减振设计
    5.4 电磁兼容(EMC)设计
        5.4.1 电磁兼容设计的一般要求
        5.4.2 前端设计情况
    5.5 抗静电设计
    5.6 可靠性预计
        5.6.1 前端可靠性指标要求
        5.6.2 可靠性计算结果
    5.7 本章小结
第六章 毫米波收发前端功能验证
    6.1 产品制作情况
    6.2 筛选试验验证
    6.3 环境适应性试验验证
    6.4 验证结果情况
    6.5 本章小结
第七章 总结
参考文献
致谢

四、C波段微带下变频器(论文参考文献)

  • [1]C波段卫星通讯地面发射机前端研究[D]. 李朗. 电子科技大学, 2021(01)
  • [2]U波段监测接收机毫米波前端电路设计[D]. 侯杰. 电子科技大学, 2020(07)
  • [3]用于宽带自组网的变频器研究与实现[D]. 杨帆. 东南大学, 2020(01)
  • [4]高性能微波频率源与毫米波FMCW射频前端关键技术研究[D]. 刘志强. 东南大学, 2019(01)
  • [5]微波毫米波接收机关键技术研究与应用[D]. 左琪良. 东南大学, 2019(06)
  • [6]微波毫米波单片集成电路设计技术研究[D]. 王维波. 东南大学, 2019(05)
  • [7]毫米波FMCW路面目标探测雷达关键技术与系统研究[D]. 檀雷. 东南大学, 2018(05)
  • [8]短毫米波宽带射频前端理论与关键技术研究[D]. 蒋姝. 东南大学, 2017(01)
  • [9]K波段卫星通信低噪声下变频器研究[D]. 邱进会. 西安电子科技大学, 2017(06)
  • [10]毫米波收发前端的研究与设计[D]. 彭雪松. 东南大学, 2018(12)

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C波段微带下变频器
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