用于辐照效应测试的S波段收发系统
发布时间：2020-10-20 03:36
随着航空航天事业的快速发展,电子器件受空间环境辐射影响问题已成为研究的热点课题。目前针对电离辐照对射频通信系统的效应研究还局限于单一部件,针对整个射频系统辐照效应的研究工作并不多见。为了满足当前对完整射频系统辐照效应测试的需求,本文研制了可用于辐照效应测试的S波段收发系统,该系统拥有多个测试端口,具备器件易替换、电流可检测、工作状态即时可测可展示以及低成本的特点。本文的主要工作如下:1)明确了辐照效应测试对受试射频系统的具体要求和技术指标。分析了当前的辐照试验研究背景,针对目前射频系统辐射效应测试平台的发展情况,明确本系统应具备的功能以及特色之处,随后根据应用需求确定了该射频收发测验系统的设计指标。本系统每个分立模块均具备SMA接口,可完成单模块的参数测试,也能多模块级联测试,所有模块级联则实现完备的射频收发系统测试;为用于辐照效应试验,系统还应具有独立的电流监测模块与数据采集接口。2)提出了用于辐射效应试验的S波段收发系统的方案。系统采用经典超外差式结构,收发物理隔离,收发频点均在S波段2.0182GHz,中频信号70MHz,带宽10MHz;发射机采用二次变频,输出功率有60dB可调范围,具备70dBc杂散抑制能力,并拥有20个SMA接口和5个电流测控端口;接收机噪声系数小于7dB,输出稳定电平0dBm～5dBm,动态范围90dB,具有20个SMA接口和7个电流监控端口。3)实现了用于辐射效应试验的S波段收发系统。完成了原理图仿真、验证了方案的可行性,并通过电路图、版图设计制作出实物,完成焊接工作;编写了相关软件代码,使上位机对本系统可控可监视。4)完成了整个收发系统的调试和测试,测试结果表明S波段收发系统成功实现设计方案中的性能指标与试验功能,满足辐照效应测试的需要。本系统结构精简、性能良好、成本低廉,是用于射频系统辐射效应试验的综合测试平台。其设计思路和方案也可用于其它频段的射频系统辐射效应研究,并可与数字基带系统集成,构成完整的无线通信系统辐射效应综合试验平台。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V443;V520.6
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1.2 国内外研究方法现状
1.3 论文主要工作及结构安排
第二章 测验收发系统方案论证与设计
2.1 测验收发系统的设计指标
2.1.1 功能需求
2.1.2 指标要求
2.2 测验收发系统方案概述
2.2.1 收发机结构框架
2.2.2 系统主要功能
2.2.3 设计注意事项
2.3 发射链路方案论证
2.3.1 发射机结构选择
2.3.2 频率组合分量选择
2.3.3 发射链路预算
2.4 接收链路方案论证
2.4.1 接收链路原理框图
2.4.2 接收机具体技术指标确定
2.4.3 接收链路预算
2.5 系统其它重要部件设计
2.5.1 电源模块设计
2.5.2 电磁兼容设计
2.6 本章小结
第三章 发射链路设计方案与测试
3.1 本振源模块设计与测试
3.1.1 芯片选型与电路设计
3.1.2 本振源杂散分析与抑制方案
3.1.3 本振性能测试
3.2 一次上变频电路设计与测试
3.2.1 混频器TX-Mixer1设计
3.2.2 混频器杂散分析与中频滤波器设计
3.2.3 一次上变频电路测试
3.3 二次上变频电路设计测试
3.3.1 TX-Mixer2选型与设计
3.3.2 杂散分析与TX-RF BPF设计、测试
3.3.3 二次上变频电路测试
3.4 增益控制电路设计与测试
3.4.1 中频增益缓冲模块
3.4.2 射频DSA设计
3.4.3 程控功率放大器设计、测试
3.5 时钟参考模块设计与测试
3.5.1 内外参考及时钟驱动、分频电路设计
3.5.2 时钟参考测试
3.6 本章小结
第四章 接收链路设计方案与测试
4.1 本振源模块设计与测试
4.1.1 芯片选型与外围电路设计
4.1.2 杂散分析及抑制方案
4.1.3 本振源的测试
4.2 射频前级电路设计与测试
4.2.1 预选滤波器设计与测试
4.2.2 低噪放设计
4.2.3 射频前级相关测试
4.3 射频后级增益模块设计与测试
4.3.1 射频VGA设计
4.3.2 数字AGC环路功能的实现
4.3.3 射频放大器设计、测试
4.4 下变频电路设计与测试
4.4.1 混频器RX-Mixer方案设计
4.4.2 杂散分析与中频带通滤波器设计
4.4.3 下变频电路测试
4.5 中频部分电路方案与测试
4.5.1 中频放大器设计、测试
4.5.2 中频AGC电路设计与测试
4.6 本章小结
第五章 参数测验及软件接口设计
5.1 参数测验方案介绍
5.2 参数测验具体设计与测试
5.2.1 测量接口规划
5.2.2 电流检测电路设计
5.3 软件接口设计
5.3.1 串口通信
5.3.2 SPI通信与芯片控制
5.3.3 AD及DA功能设计
5.4 本章小结
第六章 系统整机测试与结果分析
6.1 测量环境、实物介绍
6.1.1 测量环境
6.1.2 实物及版图照片
6.2 发射链路测试
6.2.1 发射机输出功率范围测试
6.2.2 发射机杂散抑制测试
6.2.3 发射机其它指标测试
6.3 接收链路指标测量
6.3.1 接收机动态范围和增益测试
6.3.2 接收机噪声性能测试
6.4 电流监测功能测试
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
致谢
参考文献
【参考文献】
本文编号：2848147
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V443;V520.6
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1.2 国内外研究方法现状
1.3 论文主要工作及结构安排
第二章 测验收发系统方案论证与设计
2.1 测验收发系统的设计指标
2.1.1 功能需求
2.1.2 指标要求
2.2 测验收发系统方案概述
2.2.1 收发机结构框架
2.2.2 系统主要功能
2.2.3 设计注意事项
2.3 发射链路方案论证
2.3.1 发射机结构选择
2.3.2 频率组合分量选择
2.3.3 发射链路预算
2.4 接收链路方案论证
2.4.1 接收链路原理框图
2.4.2 接收机具体技术指标确定
2.4.3 接收链路预算
2.5 系统其它重要部件设计
2.5.1 电源模块设计
2.5.2 电磁兼容设计
2.6 本章小结
第三章 发射链路设计方案与测试
3.1 本振源模块设计与测试
3.1.1 芯片选型与电路设计
3.1.2 本振源杂散分析与抑制方案
3.1.3 本振性能测试
3.2 一次上变频电路设计与测试
3.2.1 混频器TX-Mixer1设计
3.2.2 混频器杂散分析与中频滤波器设计
3.2.3 一次上变频电路测试
3.3 二次上变频电路设计测试
3.3.1 TX-Mixer2选型与设计
3.3.2 杂散分析与TX-RF BPF设计、测试
3.3.3 二次上变频电路测试
3.4 增益控制电路设计与测试
3.4.1 中频增益缓冲模块
3.4.2 射频DSA设计
3.4.3 程控功率放大器设计、测试
3.5 时钟参考模块设计与测试
3.5.1 内外参考及时钟驱动、分频电路设计
3.5.2 时钟参考测试
3.6 本章小结
第四章 接收链路设计方案与测试
4.1 本振源模块设计与测试
4.1.1 芯片选型与外围电路设计
4.1.2 杂散分析及抑制方案
4.1.3 本振源的测试
4.2 射频前级电路设计与测试
4.2.1 预选滤波器设计与测试
4.2.2 低噪放设计
4.2.3 射频前级相关测试
4.3 射频后级增益模块设计与测试
4.3.1 射频VGA设计
4.3.2 数字AGC环路功能的实现
4.3.3 射频放大器设计、测试
4.4 下变频电路设计与测试
4.4.1 混频器RX-Mixer方案设计
4.4.2 杂散分析与中频带通滤波器设计
4.4.3 下变频电路测试
4.5 中频部分电路方案与测试
4.5.1 中频放大器设计、测试
4.5.2 中频AGC电路设计与测试
4.6 本章小结
第五章 参数测验及软件接口设计
5.1 参数测验方案介绍
5.2 参数测验具体设计与测试
5.2.1 测量接口规划
5.2.2 电流检测电路设计
5.3 软件接口设计
5.3.1 串口通信
5.3.2 SPI通信与芯片控制
5.3.3 AD及DA功能设计
5.4 本章小结
第六章 系统整机测试与结果分析
6.1 测量环境、实物介绍
6.1.1 测量环境
6.1.2 实物及版图照片
6.2 发射链路测试
6.2.1 发射机输出功率范围测试
6.2.2 发射机杂散抑制测试
6.2.3 发射机其它指标测试
6.3 接收链路指标测量
6.3.1 接收机动态范围和增益测试
6.3.2 接收机噪声性能测试
6.4 电流监测功能测试
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
致谢
参考文献
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 贺朝会,耿斌,何宝平,姚育娟,李永宏,彭宏论,林东生,周辉,陈雨生;大规模集成电路总剂量效应测试方法初探[J];物理学报;2004年01期
相关硕士学位论文 前2条
1 何益百;辐射效应地面试验技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 杨丽春;通信抗干扰技术的综合优化及评价研究[D];电子科技大学;2006年
本文编号：2848147
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