基于Chirp变换的微波辐射计中频模拟系统的设计与实现
发布时间：2021-01-22 19:35
随着航天科学技术的发展,微波遥感技术在国家经济建设和安全方面正起着越来越重要的作用。作为主要的微波遥感仪器之一,微波辐射计在微波遥感系统中占有重要地位。因此研究超宽带、多通带、高频率分辨率的微波辐射计对于增强我国微波遥感仪器的研制和应用能力、提升我国的微波遥感探测水平有着重要的意义。基于Chirp变换的微波辐射计（CTS）是一种新型的微波辐射计实现方式,其具有低功耗、高稳定性、高精度的特点,可以高效地实现信号从时域到频域的转换,从而完成对信号的频谱测量。本文通过查阅国内外有关CTS微波辐射计的文献,并结合本课题的实际需要,确定了基于新型数字算法的CTS架构。其中,中频模拟系统是CTS系统的重要组成部分,其主要由混频器、放大器、滤波器、均衡器、衰减器、信号源等组成,主要实现了对信号的频谱搬移、放大、滤波和幅度均衡等功能。本文的主要工作有以下方面:1.根据数字算法的需求完成了CTS中频模拟系统的频谱规划,并结合滤波器组实现了整个系统的高杂散抑制;2.分析设计了CTS中频模拟系统的基本框架,搭建了CTS中频模拟平台对系统方案设计中的关键问题进行了实验验证;3.结合CTS中频模拟系统的性能指标...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微波辐射计的基本情况
1.2.2 中频模拟IC的发展趋势
1.3 本文主要内容及结构框架
第二章 CTS系统的理论基础与架构
2.1 CHIRP变换谱分析原理
2.1.1 Chirp信号
2.1.2 Chirp变换分析
2.2 CTS系统基本架构
2.2.1 基于声表面滤波器的CTS架构
2.2.2 基于新型数字算法的CTS架构
2.3 本章小结
第三章 CTS中频模拟系统的方案设计
3.1 频谱规划
3.1.1 下变频高阶杂散产物分析
3.1.2 线性频率规划
3.2 CHIRP信号源的生成方案
3.2.1 倍频生成Chirp信号
3.2.2 上变频生成Chirp信号
3.2.3 基于ADF4356 的信号源设计
3.3 CTS中频模拟系统架构分析
3.3.1 中频输出频谱分析
3.3.2 增益平坦度分析
3.3.3 CTS中频模拟系统的基本指标
3.4 CTS中频模拟系统框架图
3.5 本章小结
第四章 CTS中频模拟系统的集成与封装设计
4.1 CTS中频模拟系统的集成方案设计
4.1.1 CTS系统链路预算及功能模块选型
4.1.2 CTS系统平坦度与均衡器设计
4.1.3 电源设计
4.2 PCB板级设计
4.2.1 射频板层叠结构设计
4.2.2 射频板阻抗匹配设计
4.2.3 射频SMA接头优化设计
4.3 电磁兼容设计
4.3.1 接地孔分布设计
4.3.2 金属隔墙设计
4.3.3 屏蔽腔体的仿真设计
4.4 本章小节
第五章 CTS中频模拟系统的测试与结果分析
5.1 中频模拟系统常用指标及测试方法
5.1.1 测试环境
5.1.2 常用指标测量方法
5.2 CTS中频模拟平台测试
5.2.1 基于ADF4356 的信号源测试
5.2.2 倍频方案测试结果
5.2.3 上变频方案测试结果
5.3 CTS中频模拟集成系统测试
5.3.1 SMA接头优化设计测试
5.3.2 接地共面波导转微带线测试
5.3.3 均衡器测试
5.3.4 SC21（变频增益）及平坦度测试
5.3.5 变频增益1dB压缩点测试
5.3.6 噪声系数测试
5.3.7 灵敏度测试
5.3.8 带内杂散抑制测试
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁干扰的屏蔽技术研究[J]. 宋凯平,彭德强,王一飞,徐宗航,陈中青. 舰船电子工程. 2014(01)
[2]星载微波辐射计的应用与发展[J]. 陆登柏,邱家稳,蒋炳军. 真空与低温. 2009(02)
[3]中国气象卫星技术成就与展望[J]. 李卿,董瑶海. 上海航天. 2008(01)
[4]CE-1卫星微波探测仪测温电路对地面定标精度的影响分析[J]. 魏茉,胥传东,郭伟. 遥感技术与应用. 2007(02)
[5]宽带脉冲压缩信号产生系统的设计与实现[J]. 熊跃军,黎向阳,罗鹏飞. 现代雷达. 2006(01)
[6]国外星载微波辐射计应用现状及未来发展趋势[J]. 王晓海,李浩. 中国航天. 2005(04)
[7]神舟4号飞船多频段微波辐射计及其应用[J]. 张升伟,姜景山,王振占,张卫国. 遥感技术与应用. 2005(01)
[8]T/R组件中的电磁干扰和电磁兼容[J]. 钟剑锋,梁恒心,陈欣. 现代雷达. 1998(03)
硕士论文
[1]CTS系统射频前端无源模块的设计与实现[D]. 潘育才.电子科技大学 2018
[2]CTS系统射频前端有源模块器的设计与实现[D]. 张旭.电子科技大学 2018
[3]基于FMCW的探冰雷达发射接收系统的设计与实现[D]. 丁柏辰.电子科技大学 2017
[4]冰层厚度探测雷达射频前端的设计与实现[D]. 严高俊.电子科技大学 2016
本文编号：2993790
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微波辐射计的基本情况
1.2.2 中频模拟IC的发展趋势
1.3 本文主要内容及结构框架
第二章 CTS系统的理论基础与架构
2.1 CHIRP变换谱分析原理
2.1.1 Chirp信号
2.1.2 Chirp变换分析
2.2 CTS系统基本架构
2.2.1 基于声表面滤波器的CTS架构
2.2.2 基于新型数字算法的CTS架构
2.3 本章小结
第三章 CTS中频模拟系统的方案设计
3.1 频谱规划
3.1.1 下变频高阶杂散产物分析
3.1.2 线性频率规划
3.2 CHIRP信号源的生成方案
3.2.1 倍频生成Chirp信号
3.2.2 上变频生成Chirp信号
3.2.3 基于ADF4356 的信号源设计
3.3 CTS中频模拟系统架构分析
3.3.1 中频输出频谱分析
3.3.2 增益平坦度分析
3.3.3 CTS中频模拟系统的基本指标
3.4 CTS中频模拟系统框架图
3.5 本章小结
第四章 CTS中频模拟系统的集成与封装设计
4.1 CTS中频模拟系统的集成方案设计
4.1.1 CTS系统链路预算及功能模块选型
4.1.2 CTS系统平坦度与均衡器设计
4.1.3 电源设计
4.2 PCB板级设计
4.2.1 射频板层叠结构设计
4.2.2 射频板阻抗匹配设计
4.2.3 射频SMA接头优化设计
4.3 电磁兼容设计
4.3.1 接地孔分布设计
4.3.2 金属隔墙设计
4.3.3 屏蔽腔体的仿真设计
4.4 本章小节
第五章 CTS中频模拟系统的测试与结果分析
5.1 中频模拟系统常用指标及测试方法
5.1.1 测试环境
5.1.2 常用指标测量方法
5.2 CTS中频模拟平台测试
5.2.1 基于ADF4356 的信号源测试
5.2.2 倍频方案测试结果
5.2.3 上变频方案测试结果
5.3 CTS中频模拟集成系统测试
5.3.1 SMA接头优化设计测试
5.3.2 接地共面波导转微带线测试
5.3.3 均衡器测试
5.3.4 SC21（变频增益）及平坦度测试
5.3.5 变频增益1dB压缩点测试
5.3.6 噪声系数测试
5.3.7 灵敏度测试
5.3.8 带内杂散抑制测试
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁干扰的屏蔽技术研究[J]. 宋凯平,彭德强,王一飞,徐宗航,陈中青. 舰船电子工程. 2014(01)
[2]星载微波辐射计的应用与发展[J]. 陆登柏,邱家稳,蒋炳军. 真空与低温. 2009(02)
[3]中国气象卫星技术成就与展望[J]. 李卿,董瑶海. 上海航天. 2008(01)
[4]CE-1卫星微波探测仪测温电路对地面定标精度的影响分析[J]. 魏茉,胥传东,郭伟. 遥感技术与应用. 2007(02)
[5]宽带脉冲压缩信号产生系统的设计与实现[J]. 熊跃军,黎向阳,罗鹏飞. 现代雷达. 2006(01)
[6]国外星载微波辐射计应用现状及未来发展趋势[J]. 王晓海,李浩. 中国航天. 2005(04)
[7]神舟4号飞船多频段微波辐射计及其应用[J]. 张升伟,姜景山,王振占,张卫国. 遥感技术与应用. 2005(01)
[8]T/R组件中的电磁干扰和电磁兼容[J]. 钟剑锋,梁恒心,陈欣. 现代雷达. 1998(03)
硕士论文
[1]CTS系统射频前端无源模块的设计与实现[D]. 潘育才.电子科技大学 2018
[2]CTS系统射频前端有源模块器的设计与实现[D]. 张旭.电子科技大学 2018
[3]基于FMCW的探冰雷达发射接收系统的设计与实现[D]. 丁柏辰.电子科技大学 2017
[4]冰层厚度探测雷达射频前端的设计与实现[D]. 严高俊.电子科技大学 2016
本文编号：2993790
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