Ka波段上变频组件的研究与设计
发布时间：2021-06-29 19:32
毫米波收发组件在雷达探测系统与制导系统中应用较为普遍。目前的先进技术已经实现了将上变频发射模块,下变频接收模块以及频率源模块集成于一块微波毫米波芯片上。但是由于单片集成系统在工作频段较高以及功率较大时系统的稳定性和可靠性不高,而军用雷达通信系统对整个电路系统的稳定性,可靠性以及相关指标要求较高,因此目前的军用通信系统主要还是以模块化为主。本文主要介绍了Ka波段上变频组件的具体方案设计、器件选型、电路设计以及电磁兼容设计。该上变频组件的设计主要包括本振单元模块的设计与上变频单元模块的设计。本振单元分为一本振单元与二本振单元,一本振单元需提供的本振频率为4GHz,因此可由锁相环直接产生;二本振单元输出频率范围为18.8GHz22.6GHz,由锁相环先产生频率范围为9.4GHz11.3GHz的信号,再经2倍频器得到频率范围为18.8GHz22.6GHz的信号。根据上变频单元的具体工作指标确定出该组件采用超外差式变频方案。本文重点工作如下:1.介绍了变频器非线性混频的基本理论,基于MATLAB软件编写了程序并绘制了上变频混频器与...
【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】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
mm接收前端系统实物图μè
电子科技大学硕士学位论文2间相互分离，最后通过电缆将各个功能模块连接成一个完整的接收前端组件。该组件的各个功能单元主要为：U波段的频率源，3mm波段的放大器、3mm波段混频器、3mm波段的低噪声放大器以及中频放大电路。该接收前端组件的输入信噪比与输出信噪比的比值不大于8.5dB且组件整体的增益不小于25dB。由于该组件的各个功能模块之间相互隔离，因此电磁屏蔽性能较好且易于测试和调试。该组件的缺点为体积比较大。图1-13mm接收前端系统实物图2011年，电子科技大学的付骥设计了一款集发射与接收于一体的3mm波段变频系统[5]，如图1-2所示。该变频系统的发射链路和接收链路处于同一个腔体之中。该3mm波段收发系统的工作频率范围为92GHz96GHzμè，发射链路的理想增益不小于25dB且接收通道的增益在最佳工作频点可达17dB。整个收发系统的长宽均为75mm,高度为25mm。图1-23mm波段T/R组件实物图2011年，电子科技大学韩娜同学,董宇亮副教授等人设计了一个Ka/X波段上下变频系统[6]。如图1-3所示，该上下变频组件由上变频组件和下变频组件两套相互独立的系统构成，系统中的高频传输电路放置于具有较好电磁屏蔽性能的腔体中，以减少电磁波在微带线中传输的损耗以及寄生模式的产生。其中上变频组件实现了将X波段7.9GHz~8.4GHz的信号上变频为Ka波段31.8GHz~32.3GHz信号
第一章绪论3的功能，该上变频组件采用了先混频滤波再由功分器输出的方案实现了杂波抑制大于40dBc且输出端口之间的隔离度大于26dB的技术指标；下变频组件实现了将输入功率为-10dBm的23.9GHz信号与经倍频放大的本振信号进行混频以得到8.54GHz~9.54GHz的中频输出信号的功能，杂波抑制大于40dBc。图1-3Ka/X波段上下变频组件实物图2014年，电子科技大学的曹珊珊设计了一款3mm波段的发射前端组件[7]。如图1-4所示，该上变频系统的腔体是由黄铜制作，而且表面镀金。为有效降低高频电路与电源电路之间信号的串扰，该发射前端组件的高频电路与电源电路背靠背布板。MMIC芯片与微带线之间，以及与其直流偏置电路之间均是通过金丝键合相连接。组件中的高频电路放置于具有较好电磁屏蔽性能的金属腔体中，以减少电磁波在微带线中传输的损耗以及寄生模式的产生。该3mm上变频系统的腔体尺寸为70mm×46mm×15mm。在测试中，当输入功率为-30dBm的10.5GHz中频信号时，该3mm波段的上变频组件的变频增益约为20dB且带内输出功率波动较校图1-43mm波段上变频组件实物图2014年，电子科技大学朱中浩设计了一个集发射与接收于一体的Ka/X波段变频系统[8]，如图1-5所示。该组件的信号输入端口，输出端口以及电源接入接口分
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MEMS滤波器芯片的X波段混频通道设计[J]. 刘博源,徐军. 电子技术应用. 2017(06)
硕士论文
[1]超宽带射频功率放大器的研究与设计[D]. 胡腾飞.中国科学技术大学 2019
[2]3mm波段上变频组件研究[D]. 曹珊珊.电子科技大学 2014
[3]Ka/X波段一体化上下变频组件的研究[D]. 朱中浩.电子科技大学 2014
[4]毫米波变频组件的研制[D]. 韩娜.电子科技大学 2011
[5]无线扩频通信系统射频前端的设计与实现[D]. 吴庆.北方工业大学 2009
本文编号：3257028
【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】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
mm接收前端系统实物图μè
电子科技大学硕士学位论文2间相互分离，最后通过电缆将各个功能模块连接成一个完整的接收前端组件。该组件的各个功能单元主要为：U波段的频率源，3mm波段的放大器、3mm波段混频器、3mm波段的低噪声放大器以及中频放大电路。该接收前端组件的输入信噪比与输出信噪比的比值不大于8.5dB且组件整体的增益不小于25dB。由于该组件的各个功能模块之间相互隔离，因此电磁屏蔽性能较好且易于测试和调试。该组件的缺点为体积比较大。图1-13mm接收前端系统实物图2011年，电子科技大学的付骥设计了一款集发射与接收于一体的3mm波段变频系统[5]，如图1-2所示。该变频系统的发射链路和接收链路处于同一个腔体之中。该3mm波段收发系统的工作频率范围为92GHz96GHzμè，发射链路的理想增益不小于25dB且接收通道的增益在最佳工作频点可达17dB。整个收发系统的长宽均为75mm,高度为25mm。图1-23mm波段T/R组件实物图2011年，电子科技大学韩娜同学,董宇亮副教授等人设计了一个Ka/X波段上下变频系统[6]。如图1-3所示，该上下变频组件由上变频组件和下变频组件两套相互独立的系统构成，系统中的高频传输电路放置于具有较好电磁屏蔽性能的腔体中，以减少电磁波在微带线中传输的损耗以及寄生模式的产生。其中上变频组件实现了将X波段7.9GHz~8.4GHz的信号上变频为Ka波段31.8GHz~32.3GHz信号
第一章绪论3的功能，该上变频组件采用了先混频滤波再由功分器输出的方案实现了杂波抑制大于40dBc且输出端口之间的隔离度大于26dB的技术指标；下变频组件实现了将输入功率为-10dBm的23.9GHz信号与经倍频放大的本振信号进行混频以得到8.54GHz~9.54GHz的中频输出信号的功能，杂波抑制大于40dBc。图1-3Ka/X波段上下变频组件实物图2014年，电子科技大学的曹珊珊设计了一款3mm波段的发射前端组件[7]。如图1-4所示，该上变频系统的腔体是由黄铜制作，而且表面镀金。为有效降低高频电路与电源电路之间信号的串扰，该发射前端组件的高频电路与电源电路背靠背布板。MMIC芯片与微带线之间，以及与其直流偏置电路之间均是通过金丝键合相连接。组件中的高频电路放置于具有较好电磁屏蔽性能的金属腔体中，以减少电磁波在微带线中传输的损耗以及寄生模式的产生。该3mm上变频系统的腔体尺寸为70mm×46mm×15mm。在测试中，当输入功率为-30dBm的10.5GHz中频信号时，该3mm波段的上变频组件的变频增益约为20dB且带内输出功率波动较校图1-43mm波段上变频组件实物图2014年，电子科技大学朱中浩设计了一个集发射与接收于一体的Ka/X波段变频系统[8]，如图1-5所示。该组件的信号输入端口，输出端口以及电源接入接口分
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MEMS滤波器芯片的X波段混频通道设计[J]. 刘博源,徐军. 电子技术应用. 2017(06)
硕士论文
[1]超宽带射频功率放大器的研究与设计[D]. 胡腾飞.中国科学技术大学 2019
[2]3mm波段上变频组件研究[D]. 曹珊珊.电子科技大学 2014
[3]Ka/X波段一体化上下变频组件的研究[D]. 朱中浩.电子科技大学 2014
[4]毫米波变频组件的研制[D]. 韩娜.电子科技大学 2011
[5]无线扩频通信系统射频前端的设计与实现[D]. 吴庆.北方工业大学 2009
本文编号：3257028
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