W波段超外差与直接检波低噪声接收前端研究

发布时间：2020-10-11 01:10

　　 W波段(75~110GHz)是毫米波在大气中传播的一个“窗口”,具有传输损耗较小、频带宽、波长短的特点,在毫米波雷达、通信、成像等领域有着重要的应用价值。接收机是电子通信行业中应用最为广泛的系统之一,一直是人们研究的重点和热点。而接收前端作为接收机的关键组成部分,对接收机的性能有着重要的影响。因此,本文主要对W波段超外差接收前端和直接检波辐射计进行研究。根据超外差接收机预期的技术指标要求,结合现有器件的性能和实现方案的难易程度,确定了接收前端的整体结构。接收前端由低噪放模块,倍频混频模块,中频放大模块组成。接下来对各模块进行了设计。有源电路主要包括芯片的选型和供电电路的设计。无源电路主要包括波导-共面波导过渡结构和E面鳍线带通滤波器的设计。为了确保方案的可行性,对各个模块进行了单独的加工调试,并对其指标进行测试验证。最后,将各个模块级联起来,组成接收前端,并对其进行了指标测试。测试结果表明,超外差接收前端在94~96GHz的增益大于39dB,平均噪声系数小于5dB。毫米波辐射计具有灵敏度高、保密性好等特点,在安检成像、气象观测等领域有着越来越广泛的应用。本文在深入理解辐射计工作原理的基础上,比较了不同体制和结构的辐射计的特点,结合具体的应用背景,最终确定了本文辐射计的实现方案。根据项目指标要求,完成了W波段两级级联低噪放、E面鳍线带通滤波器、检波器的集成化设计。对射频电路和直流电路进行了合理的空间布局,完成了腔体和供电板的设计,辐射计的结构更加紧凑。最终研制了f_0~(f_0(10)3)GHz、(f_0(10)3)~(f_0(10)6)GHz、(f_0(10)6)~(f_0(10)10)GHz三个通道的窄带辐射计,并对辐射计的指标进行了测试。三个通道的辐射计在偏离上下边带1GHz处的抑制度大于5dB。在暂态时间为0.5ms时,三个通道的温度灵敏度均小于0.7K,线性度优于0.997,整体效果良好。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN015;TN850
【部分图文】：

毫米波在电磁波谱中的位置

平均大气衰减与频率的关系

全集成W波段超外差接收机单片
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本文编号：2835819