W频段变频组件研究
本文关键词:W频段变频组件研究 出处:《电子科技大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:在毫米波技术研究中,无论是高灵敏度接收机还是大功率发射机,变频组件一直是研究的重点。毫米波频段变频组件的设计一般采用混合集成的方式,有助于节约成本和增强电路的灵活性。本课题的主要任务是利用国产芯片设计开展3mm波段变频组件的研制。本论文详细介绍了W频段下变频组件的设计。首先,对多种接收方案进行分析,并根据技术指标要求,选定下变频方案为超外差接收结构。本课题的下变频方案基本电路包括波导-微带过渡、低噪声放大器、混频器和后续电路。在电路设计之前,对方案中各部件进行指标分配并进行理论计算,保证方案的可行性。接着通过对各部件电路理论知识的学习与研究,完成部分无源电路的设计和有源芯片的选定。其中,利用电磁仿真软件HFSS设计了波导-微带过渡和镜频抑制滤波器等无源电路。微带-波导过渡在fRF±2GHz频段内实测插入损耗约为2.6dB,回波损耗大于21.5dB。镜频抑制滤波器的仿真结果为在fRF±2GHz频段内,回波损耗大于20dB,插入损耗小于0.5dB。有源电路部分则以分配的有源器件技术指标为基准对国内研制的所需芯片进行选择,其中主要包括混频器、低噪声放大器和功率放大器。在对整体接收前端电路进行设计前先对关键器件单独进行了测试,确保芯片性能,便于对后期电路设计进行调整,保证电路可靠性。最后介绍整体接收前端的设计,接收前端采用上下两层的电路结构。其中上层为微带电路,下层为偏置电路,节约空间的同时隔开了高频电路和低频电路,避免了串扰。在接收前端盒体设计的过程中将滤波器设计成可拆卸式结构,这样可以满足不同的需求。另外盒体的设计也尽量考虑了通用性,从而实现盒体的重复利用。最终设计的接收前端尺寸为60mm*37mm*18mm。对设计的接收通道进行性能测试,经过后期电路调试测试结果满足课题指标要求。在fRF±2GHz的频段内,测得接收通道噪声系数均小于8dB。对课题工作进行总结并在理论分析的基础上给出下一步工作改进的建议。
[Abstract]:In the study of millimeter wave technology, both high sensitivity receiver or high power transmitter, frequency component has been the focus of the study. The design of millimeter wave frequency components generally adopts a hybrid integrated way, helps to save cost and enhance the flexibility of the circuit. The main task of this project is developing 3mm band frequency components designed by domestic chip. This paper introduces the design of frequency components of the W band. First of all, to receive various schemes are analyzed, and according to the technical requirements, the selected frequency conversion scheme for superheterodyne receiver structure. Under the frequency of this project is the basic circuit including waveguide to microstrip transition, low noise amplifier, mixer and subsequent circuit in the circuit design. Before the index distribution for each component in the solution and the theoretical calculation, ensure the feasibility of the scheme. Then through various parts of electric circuit The study and research of knowledge, selected to complete part of passive circuit design and active chip. The electromagnetic simulation software HFSS was used to design the waveguide to microstrip transition and mirror frequency suppression filter circuit. The passive microstrip waveguide transition in fRF + 2GHz band measured insertion loss is about 2.6dB, the return loss is more than 21.5dB. mirror as a result of the rejection filter in the frequency range of 2GHz + fRF, the return loss is more than 20dB, the insertion loss is less than 0.5dB. in the active part of the circuit technology index distribution of active devices as a reference for the domestic development of the required chip selection, including mixer, low noise amplifier and a power amplifier. In the whole receiver front-end circuit the design before the key elements were tested alone, to ensure that the performance of the chip, easy to adjust the circuit design, ensure the reliability of the circuit. Finally introduce the whole Design of the receiver front-end, the receiver front-end circuit structure adopts two layers from top to bottom. The top is lower for the microstrip circuit, bias circuit, and save space separated by high frequency circuit and low frequency circuit, to avoid crosstalk. The removable structure in the process of filter design design of receiver front end of the box body, so you can meet different needs. In addition, the box body is also designed to consider the universality, so as to realize the reuse of the box body. The size of the final design of the receiver for receiving channel 60mm*37mm*18mm. on the design of performance test, after the period of circuit debugging test results meet the index requirements. In fRF + 2GHz band, measured received the channel noise coefficient is less than 8dB. of the research work is summarized and on the basis of the theoretical analysis are the next step of recommendations for improvement.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN851
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,本文编号:1368029
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