X波段放大滤波电路的联合设计技术研究
发布时间：2021-10-15 15:41
在各种微波射频电路的功能实现过程中,信号的放大与滤波是必不可少的组成部分。随着材料工艺的发展、研究技术的进步以及前沿理论的提出,现如今,不断推陈出新的雷达以及无线通信系统对放大器、滤波器等电子部件的设计提出了愈发严峻的挑战:更高标准的性能指标、更小型化的尺寸、更轻的重量和更低的成本。为此本文提出了一种联合设计的思路,将射频前端的若干组件进行整体考虑,在缩减元器件以及减少各单元电路间匹配网络的情况下达到改善电路性能,同时实现电路小型化的目的。联合设计的优点在于通过整合各部件的功能,实现电路的多功能化和封装的一体化,降低射频系统的成本和集成难度,对器件进行合理化的配置和综合利用,降低功耗,改善电路性能。本论文的主要研究内容如下:首先,介绍了低噪声放大器（LowNoise Amplifier，LNA）的理论基础,给出了设计LNA过程中需要注意的主要性能参数;按照LNA的设计思路,从噪声系数、增益、驻波比等指标着手,通过软件进行仿真设计,采用微带匹配的方法分别设计了工作在X波段的单级LNA和两级LNA,并制成实物,测试结果表明:在9.6GHz10.5GHz工作频带内,单级...
【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】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１射频接收前端的结构示意图??
路带来的损耗以及功耗。??目前在射频前端的设计前期，各个组件大多是相互独立设计的，这主要是因为??各个模块相互独立便于调试。图１－２展示了传统独立电路模块间的连接，这种方法??将各个组件的输入、输出匹配网络设计为５０Ｑ标准阻抗，各电路模块独立封装实??现各自的功能，最后通过同轴电缆或ＳＭＡ等射频连接器连接以整合为一个系统实??现多种电路的功能。该方法的优点是便于对各电路模块的输入、输出匹配网络进行??调谐，缺点是连接器和匹配网络引入了插入损耗，增大了电路尺寸，提高了设计成??本。??＼?ｉ?Ｊ?连接器?｜１??＂ｉ??ＲＦｍ?！?ｉ?Ｌ?｜输出匹配ｉｌ输入匹配｜?ｒ＾１??——?／?网络?网络?’?＼??Ｉ?—??＇ｌ?Ｉ１??Ｉ??！?＇?ｉ?滤波器｜??Ｌ二?＇?！?Ｉ??图１－２传统独立单元电路模块间的连接结构示意图??针对图１－２传统独立电路模块间连接存在的缺点，图１－３所示的结构是在此基??础上做了改进，将各个独立的单元电路设计在同一个ＰＣＢ板上，封装为一个整体??电路，省去了同轴连接，在一定程度上减小了电路尺寸，节约了成本。但是各模块??之间仍需要设计匹配网络以实现电路最大功率增益传输
路带来的损耗以及功耗。??目前在射频前端的设计前期，各个组件大多是相互独立设计的，这主要是因为??各个模块相互独立便于调试。图１－２展示了传统独立电路模块间的连接，这种方法??将各个组件的输入、输出匹配网络设计为５０Ｑ标准阻抗，各电路模块独立封装实??现各自的功能，最后通过同轴电缆或ＳＭＡ等射频连接器连接以整合为一个系统实??现多种电路的功能。该方法的优点是便于对各电路模块的输入、输出匹配网络进行??调谐，缺点是连接器和匹配网络引入了插入损耗，增大了电路尺寸，提高了设计成??本。??＼?ｉ?Ｊ?连接器?｜１??＂ｉ??ＲＦｍ?！?ｉ?Ｌ?｜输出匹配ｉｌ输入匹配｜?ｒ＾１??——?／?网络?网络?’?＼??Ｉ?—??＇ｌ?Ｉ１??Ｉ??！?＇?ｉ?滤波器｜??Ｌ二?＇?！?Ｉ??图１－２传统独立单元电路模块间的连接结构示意图??针对图１－２传统独立电路模块间连接存在的缺点，图１－３所示的结构是在此基??础上做了改进，将各个独立的单元电路设计在同一个ＰＣＢ板上，封装为一个整体??电路，省去了同轴连接，在一定程度上减小了电路尺寸，节约了成本。但是各模块??之间仍需要设计匹配网络以实现电路最大功率增益传输
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型小型化窄带腔体滤波器的设计[J]. 刘元昆,杨青慧,张怀武. 压电与声光. 2018(06)
[2]微波滤波器耦合矩阵综合方法改进[J]. 徐晨阳,肖中银. 电子设计工程. 2018(20)
[3]射频功率放大器稳定性的分析与设计[J]. 韩月,丛密芳,李科,杜寰. 微电子学与计算机. 2018(10)
[4]高频宽带带阻石英晶体滤波器的研制[J]. 陈亮,尚峰,韦浪飞. 电子测试. 2018(15)
[5]基于HFSS仿真的设计型天线实验的研究[J]. 程春霞,孙文方,苏博. 教育教学论坛. 2018(23)
[6]S频段低无源互调同轴滤波器设计[J]. 王琪,狄学峰,李秋强,崔万照. 空间电子技术. 2017(06)
[7]24 GHz微带阵列天线设计与实现[J]. 孙元,胡欣,廖鹏,王昌,孙梧雨. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(04)
[8]平衡式宽带低噪声放大器设计[J]. 付鲲,朱红雷,刘伟,仝飞. 电子科技. 2017(08)
[9]电子器件散粒噪声的测试方法[J]. 王予峰. 电子技术与软件工程. 2017(10)
[10]射频功率放大器芯片的基板联合仿真方法比较[J]. 刘茜蕾,戴大杰,杨寒冰,陈思弟,李学建,周宪华,岳并蒂. 电子科学技术. 2016(04)
博士论文
[1]集成射频接收前端协同设计的关键技术研究[D]. 马润波.山西大学 2010
硕士论文
[1]基于SIW技术的高性能带通滤波器的设计与实现[D]. 刘俊平.西安电子科技大学 2015
[2]单片低噪声放大器技术研究[D]. 杜翔.电子科技大学 2014
[3]SIW滤波器研究[D]. 黄小龙.电子科技大学 2013
[4]C波段LNA的设计[D]. 严兰芳.电子科技大学 2010
本文编号：3438217
【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】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１射频接收前端的结构示意图??
路带来的损耗以及功耗。??目前在射频前端的设计前期，各个组件大多是相互独立设计的，这主要是因为??各个模块相互独立便于调试。图１－２展示了传统独立电路模块间的连接，这种方法??将各个组件的输入、输出匹配网络设计为５０Ｑ标准阻抗，各电路模块独立封装实??现各自的功能，最后通过同轴电缆或ＳＭＡ等射频连接器连接以整合为一个系统实??现多种电路的功能。该方法的优点是便于对各电路模块的输入、输出匹配网络进行??调谐，缺点是连接器和匹配网络引入了插入损耗，增大了电路尺寸，提高了设计成??本。??＼?ｉ?Ｊ?连接器?｜１??＂ｉ??ＲＦｍ?！?ｉ?Ｌ?｜输出匹配ｉｌ输入匹配｜?ｒ＾１??——?／?网络?网络?’?＼??Ｉ?—??＇ｌ?Ｉ１??Ｉ??！?＇?ｉ?滤波器｜??Ｌ二?＇?！?Ｉ??图１－２传统独立单元电路模块间的连接结构示意图??针对图１－２传统独立电路模块间连接存在的缺点，图１－３所示的结构是在此基??础上做了改进，将各个独立的单元电路设计在同一个ＰＣＢ板上，封装为一个整体??电路，省去了同轴连接，在一定程度上减小了电路尺寸，节约了成本。但是各模块??之间仍需要设计匹配网络以实现电路最大功率增益传输
路带来的损耗以及功耗。??目前在射频前端的设计前期，各个组件大多是相互独立设计的，这主要是因为??各个模块相互独立便于调试。图１－２展示了传统独立电路模块间的连接，这种方法??将各个组件的输入、输出匹配网络设计为５０Ｑ标准阻抗，各电路模块独立封装实??现各自的功能，最后通过同轴电缆或ＳＭＡ等射频连接器连接以整合为一个系统实??现多种电路的功能。该方法的优点是便于对各电路模块的输入、输出匹配网络进行??调谐，缺点是连接器和匹配网络引入了插入损耗，增大了电路尺寸，提高了设计成??本。??＼?ｉ?Ｊ?连接器?｜１??＂ｉ??ＲＦｍ?！?ｉ?Ｌ?｜输出匹配ｉｌ输入匹配｜?ｒ＾１??——?／?网络?网络?’?＼??Ｉ?—??＇ｌ?Ｉ１??Ｉ??！?＇?ｉ?滤波器｜??Ｌ二?＇?！?Ｉ??图１－２传统独立单元电路模块间的连接结构示意图??针对图１－２传统独立电路模块间连接存在的缺点，图１－３所示的结构是在此基??础上做了改进，将各个独立的单元电路设计在同一个ＰＣＢ板上，封装为一个整体??电路，省去了同轴连接，在一定程度上减小了电路尺寸，节约了成本。但是各模块??之间仍需要设计匹配网络以实现电路最大功率增益传输
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型小型化窄带腔体滤波器的设计[J]. 刘元昆,杨青慧,张怀武. 压电与声光. 2018(06)
[2]微波滤波器耦合矩阵综合方法改进[J]. 徐晨阳,肖中银. 电子设计工程. 2018(20)
[3]射频功率放大器稳定性的分析与设计[J]. 韩月,丛密芳,李科,杜寰. 微电子学与计算机. 2018(10)
[4]高频宽带带阻石英晶体滤波器的研制[J]. 陈亮,尚峰,韦浪飞. 电子测试. 2018(15)
[5]基于HFSS仿真的设计型天线实验的研究[J]. 程春霞,孙文方,苏博. 教育教学论坛. 2018(23)
[6]S频段低无源互调同轴滤波器设计[J]. 王琪,狄学峰,李秋强,崔万照. 空间电子技术. 2017(06)
[7]24 GHz微带阵列天线设计与实现[J]. 孙元,胡欣,廖鹏,王昌,孙梧雨. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(04)
[8]平衡式宽带低噪声放大器设计[J]. 付鲲,朱红雷,刘伟,仝飞. 电子科技. 2017(08)
[9]电子器件散粒噪声的测试方法[J]. 王予峰. 电子技术与软件工程. 2017(10)
[10]射频功率放大器芯片的基板联合仿真方法比较[J]. 刘茜蕾,戴大杰,杨寒冰,陈思弟,李学建,周宪华,岳并蒂. 电子科学技术. 2016(04)
博士论文
[1]集成射频接收前端协同设计的关键技术研究[D]. 马润波.山西大学 2010
硕士论文
[1]基于SIW技术的高性能带通滤波器的设计与实现[D]. 刘俊平.西安电子科技大学 2015
[2]单片低噪声放大器技术研究[D]. 杜翔.电子科技大学 2014
[3]SIW滤波器研究[D]. 黄小龙.电子科技大学 2013
[4]C波段LNA的设计[D]. 严兰芳.电子科技大学 2010
本文编号：3438217
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