射频功率放大电路研究与设计

发布时间：2017-06-13 13:04

  本文关键词：射频功率放大电路研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文设计的射频功率放大电路主要应用于Overhauser磁力仪的射频极化电路。Overhauser磁力仪是一种基于Overhauser效应的高精度静磁测量仪器,因其具有高精度、高灵敏度以及低功耗等特点,被广泛应用于空间测量、日变观测和考古等领域。与传统的质子磁力仪相比,氮氧自由基溶液的激发是Overhauser磁力仪研制的关键。磁力仪探头传感器中溶液的极化程度与所用射频极化信号的频率和功率有关,而磁力仪的精度和输出信号信噪比等因素又与溶液极化程度有关。由此可见,射频激励源的研制对Overhauser磁力仪具有十分重要的意义。本文首先介绍了磁法勘探的背景、种类、应用领域以及Overhauser磁力仪的基本原理和国内外进展状况,说明了本课题研究的意义。之后阐述了应用于Overhauser磁力仪的射频功率放大电路的基本理论,为后文的电路设计与实现奠定了基础。接下来详细论述了Overhauser磁力仪射频极化电路的设计与实现,包括电源设计、射频信号源设计以及功率放大电路的设计并对电路输出的射频信号进行测试及分析。最后将本文设计的射频电路成功应用于课题组自主研制的JOM-2型Overhauser磁力仪,进行野外实验,讨论了射频激发信号频率、射频激发信号功率、射频激发信号极化时间和探头传感器溶液浓度对输出信号强度的影响,探究了仪器的性能。本文介绍了基于DDS、石英晶体振荡电路和有源晶振三种信号源的射频功率放大电路的设计,可以帮助Overhauser磁力仪寻找最佳激发频率点,实现射频极化电路低功耗、小型化、易于集成的目的,推进国内Overhauser磁力仪产品化的进程。
【关键词】：Overhauser磁力仪 射频极化 射频信号源 功率放大 灵敏度
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH763.1;TN722.75
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景9
• 1.2 Overhauser磁力仪的基本原理9-10
• 1.3 Overhauser磁力仪的发展与现状10-11
• 1.4 本文主要研究内容与结构11-13
• 第2章 射频功率放大电路的基本理论13-21
• 2.1 二端口网络散射参数13-14
• 2.2 稳定性分析14
• 2.3 射频功率放大器的主要指标14-18
• 2.4 射频功率放大器的工作状态18-19
• 2.5 阻抗匹配网络的设计19-20
• 2.6 本章小结20-21
• 第3章 Overhauser磁力仪射频电路的设计与实现21-49
• 3.1 电源设计21-26
• 3.1.1 线性稳压电源与DC-DC开关电源对比实验21-24
• 3.1.2 DC-DC开关稳压电源负载能力测试24-25
• 3.1.3 DC-DC开关电源滤波电路的仿真与设计25-26
• 3.2 射频信号源设计26-34
• 3.2.1 基于DDS的扫频信号源设计27-29
• 3.2.2 60 MHz石英晶体振荡电路设计29-33
• 3.2.3 70 MHz有源晶振信号源设计33-34
• 3.3 功率放大电路设计34-47
• 3.3.1 放大器设计目标及器件选型34-35
• 3.3.2 基于ADS软件的功率放大电路设计35-42
• 3.3.3 实际电路的搭建及输出信号测试42-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 Overhauser磁力仪野外实验探究49-55
• 4.1 灵敏度与信噪比49
• 4.2 JOM-2 型与GSM-19型Overhauser磁力仪性能对比实验49-51
• 4.3 Overhauser磁力仪扫频实验51-52
• 4.4 射频极化信号功率对磁力仪信号强度的影响52
• 4.5 极化时间对磁力仪信号强度的影响52-53
• 4.6 探头传感器中溶液浓度对磁力仪信号强度的影响53-54
• 4.7 本章小结54-55
• 第5章 总结与展望55-57
• 5.1 总结55-56
• 5.2 展望56-57
• 参考文献57-59
• 作者简介及科研成果59-60
• 致谢60

【参考文献】

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本文编号：446575