k波段测距系统收发组件的研制

发布时间：2017-05-02 16:15

  本文关键词：k波段测距系统收发组件的研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：收发组件是现代微波毫米波电路系统中重要的组成部分,在卫星导航、雷达、相控阵天线、测距等系统中有着广泛的应用。对于无线通信系统,由于应用的不同,收发组件的设计也相应的带来了不同需求和挑战。随着现在芯片、工艺以及材料技术的不断改进,收发组件的性能也有了极大的提升。本论文的主要工作是对于K波段无线测距通信系统中射频前端收发组件的研制。在深入分析了收发组件的原理与设计方法、微波射频电路原理以及电路工艺的设计原则之后,采用模块化的设计方法,对各个模块分别进行研制,再进行收发组件的整体收发调试与测试,最终实现了满足用户指标的收发组件研制。本文的主要内容如下:1、根据本课题的设计指标要求,提出的设计方案为:采用了中频信号与S波段信号,S波段与K波段两次上下变频以便获得更好的杂波抑制;结合电桥与镜像抑制混频器以获得收发组件的高镜像频率抑制;采用以锁相环为基础的频综技术以获得高稳定度、低相位噪声的S波段和Ku波段本振输出信号。2、根据收发组件的具体指标进行模块化设计。对收发组件各个模块设计性能良好的互联结构。考虑收发通道的性能指标合理分配,选择合适的芯片,进行各模块的电路设计。根据各个模块的工作频段,采用了多层PCB技术和微组装工艺进行总体收发模块电路设计。3、采用ADS、HFSS软件对收发组件各个模块的电路、无源器件进行优化仿真验证。采用SolidWorks和AutoCAD软件对收发组件的腔体结构和微组装结构进行设计。采用Altium designer完成具体PCB电路的设计。4、对整个收发组件各个模块分别进行调试与测试,达到指标后,再进行整体调试与测试,最后对测试结果进行数据分析。完成设计和测试的K波段收发组件,不仅达到了设计指标要求,而且应用于实际通信项目中。本文采用的模块化的设计方法更有助于降低成本,提升研发效率。
【关键词】：K波段 收发组件 模块化 射频前端
【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】：TN859
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究课题的背景与意义10
• 1.2 收发组件的现状与发展趋势10-13
• 1.3 本文的主要研究内容与结构安排13-14
• 第二章 收发组件的关键技术分析14-21
• 2.1 收发组件中收发通道的分析与设计14-17
• 2.1.1 收发组件接收通道的主要参数14-16
• 2.1.1.1 接收机的灵敏度14-15
• 2.1.1.2 接收机的动态范围15-16
• 2.1.2 收发组件发射通道的主要参数16-17
• 2.1.2.1 发射机的增益与效率16-17
• 2.1.2.2 干扰信号的抑制17
• 2.1.2.3 相位噪声17
• 2.2 收发组件电路设计技术分析17-20
• 2.2.1 传输线17-18
• 2.2.2 电源完整性18-20
• 2.3 收发组件总体方案的思路20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 收发组件的设计21-51
• 3.1 收发通道链路设计与分析21-29
• 3.1.1 收发通道链路结构设计21-22
• 3.1.2 镜像抑制混频分析与设计22-27
• 3.1.2.1 收发链路镜像频率分析22-23
• 3.1.2.2 中频电路镜像频率抑制设计23-26
• 3.1.2.3 射频电路镜像频率抑制设计26-27
• 3.1.3 收发通道结构设计27-29
• 3.2 S频段上下变频模块设计29-31
• 3.3 K频段上下变频模块设计31-37
• 3.3.1 K频段模块原理图设计31-32
• 3.3.2 K频段模块滤波器设计32-35
• 3.3.3 K频段模块电路设计35-37
• 3.4 频综模块分析与设计37-46
• 3.4.1 频率合成技术方案分析37-40
• 3.4.2 锁相环电路的主要参数分析40-43
• 3.4.2.1 输出频率40
• 3.4.2.2 相位裕量与增益裕量40-41
• 3.4.2.3 相位噪声与杂散41-42
• 3.4.2.4 锁定时间42-43
• 3.4.3 一本振电路设计43-45
• 3.4.4 二本振电路设计45-46
• 3.5 收发组件整体预算仿真设计46-49
• 3.6 电源模块设计49-50
• 3.7 本章小结50-51
• 第四章 收发组件的实现与测试51-61
• 4.1 电源模块实现与测试51-52
• 4.2 频综模块实现与测试52-55
• 4.3 K波段收发组件测试55-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 结论61-63
• 5.1 工作总结61
• 5.2 下一步展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66
• 攻读硕士学位期间取得的成果66-67

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