0.4~18GHz超宽带雷达接收前端小型化的研究

发布时间：2017-04-13 04:10

  本文关键词：0.4~18GHz超宽带雷达接收前端小型化的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：侦察雷达接收机应具备尽可能宽的瞬时接收带宽以截获所需的各类有用信号,具备大的瞬时动态范围以在同时获得的多强信号之间的交调失真或者高密度脉冲下的混叠脉冲中依旧正常截取有用信号,具备高的灵敏度以侦收远距离的小信号,小型化使其战场机动性好且不易被侦察。本文研究了一款两次变频的超宽带超外差式小型化雷达接收前端。它的接收频率覆盖0.4~18 GHz的范围,输出中心频率为1200 MHz中频信号带宽500 MHz。本文分三章对射频前端的限幅器、开关矩阵、预选滤波器、变频通道进行了研究设计,并对模块中的不易于集成的无源滤波器的小型化以及超宽带所遇到的关键难点进行了重点研究和设计。超宽带的难点在于幅度一致性以及超宽带信号干扰问题;通道小型化的难点在于无法集成尺寸较大的高性能滤波器的小型化。本文通过选择合适器件、优化链路匹配、多级均衡的方式解决增益平坦度和稳定度问题;通过合理的划分频段、设计高性能滤波器组、优化链路方案、对电源做二次稳压隔离以及滤波,解决镜频干扰和其他组合干扰问题;利用电容加载以及介质加载的方式完成宽带梳妆腔体滤波器小型化设计;利用双路径传输耦合的方式完成宽带微带滤波器小型化设计;此外,利用传统的两级PIN管的结构设计限幅器在满足限幅保护的同时尽量使其插入损耗最小以降低对射频通道噪声系数的恶化;利用PIN管的串并结构仿真设计了一分八的开关矩阵,其插损小、隔离度高。
【关键词】：雷达接收 超宽带 滤波器 开关矩阵 限幅器
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN959.12
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究工作的背景与意义10-11
• 1.2 超宽带雷达国内外研究历史与现状11-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 1.4 本论文的结构安排14-15
• 第二章 超宽带接收机技术研究和小型化分析15-30
• 2.1 超宽带接收机概念以及技术难点15-16
• 2.1.1 超宽带接收机概念及应用15
• 2.1.2 超宽带接收机的技术难点15-16
• 2.2 超宽带接收机主要指标分析16-22
• 2.2.1 噪声系数16-17
• 2.2.2 接收灵敏度17
• 2.2.3 系统线性度17-21
• 2.2.4 动态范围21-22
• 2.2.5 其它干扰现象22
• 2.3 超宽带接收机小型化结构分析22-29
• 2.3.1 超宽带接收机结构分析22-25
• 2.3.2 超宽带射频前端的方案设计25-26
• 2.3.3 无源器件小型化理论分析26-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 宽带预选滤波器小型化的研究和设计30-55
• 3.1 梳状腔体滤波器小型化设计30-38
• 3.1.1 滤波器设计指标及分析30-31
• 3.1.2 谐振腔的设计以及耦合结构的研究31-36
• 3.1.3 宽带梳状腔体滤波器设计与测试36-38
• 3.2 电容及介质加载腔体梳状滤波器小型化分析38-42
• 3.2.1 电容加载腔体谐振腔的影响分析38-40
• 3.2.2 滤波器的仿真与设计40-42
• 3.3 小型化双路径耦合传输线微带滤波器的设计42-46
• 3.3.1 双路径耦合器的原理和等效模型分析42-45
• 3.3.2 双路径耦合微带滤波器的仿真和测试45-46
• 3.4 电容加载微带梳状滤波器的小型化设计研究46-54
• 3.4.1 梳妆线滤波器分析46-51
• 3.4.2 微带梳妆线滤波器分析51-52
• 3.4.3 微带梳妆线滤波器仿真与测试52-54
• 3.5 本章小结54-55
• 第四章 超宽带雷达接收前端的仿真与分析55-71
• 4.1 课题设计的主要指标要求以及链路结构55-56
• 4.1.1 课题设计的主要指标要求55
• 4.1.2 超宽带雷达接收前端链路结构55-56
• 4.2 超宽带雷达接收前端链路仿真与分析56-62
• 4.2.1 中频带宽扫描仿真分析57
• 4.2.2 中频谐波抑制仿真分析57-58
• 4.2.3 射频与本振组合干扰分析以及镜频抑制仿真58-60
• 4.2.4 射频接收链路虚假信号电平分析60-61
• 4.2.5 超宽带接收前端模块化设计指标分配61-62
• 4.3 超宽带雷达接收前端关键器件设计选择分析62-70
• 4.3.1 限幅器的设计和分析62-64
• 4.3.2 超宽带低噪声放大器的选择64-66
• 4.3.3 超宽带混频器的选择66-67
• 4.3.4 选频开关矩阵的设计67-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第五章 超宽带雷达接收前端的实现与测试71-85
• 5.1 模块结构设计与实现71-72
• 5.2 设计实现过程中解决的关键问题72-74
• 5.2.1 超宽带信道干扰及解决72-74
• 5.2.2 超宽带增益平坦度74
• 5.3 器件测试和分析74-78
• 5.3.1 选频滤波器测试74-76
• 5.3.2 本振频率源的测试76-78
• 5.4 超宽带接收前端整体测试78-83
• 5.4.1 测试平台78-79
• 5.4.2 增益以及平坦度测试79-81
• 5.4.3 中频带宽测试81
• 5.4.4 噪声系数测试81-82
• 5.4.5 输出P-1dB测试82-83
• 5.4.6 镜像抑制度的测试83
• 5.5 测试结果分析83-84
• 5.6 本章小结84-85
• 第六章 结论与展望85-86
• 6.1 结论85
• 6.2 后续工作展望85-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-89
• 攻读硕士学位期间取得的成果89-90

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