双频六端口直接变频接收机技术研究

发布时间：2020-05-05 06:16

【摘要】：近年来,随着物联网和自动驾驶等技术的发展,对无线通信速率的需求越来越高,无线设备数量也急剧增加。因此,多频段、高吞吐率和低成本的无线通信技术一直是研究的焦点。与传统的接收机架构不同,六端口直接变频接收机主要基于六端口相关器和检波器来实现信号解调。其具有结构简单、高带宽、低成本以及低功耗等优势,受到广泛关注。论文主要对双频六端口直接变频接收机进行深入研究,以六端口接收机理论分析为基础,通过对六端口接收机关键器件的设计,完成了整个六端口系统的实现与理论验证。主要完成工作包括:1、在对六端口相关器进行建模分析的基础上,通过理论推导证明了六端口直接变频接收机的解调原理;2、设计了一种滤波集成耦合器,以实现任意耦合度和任意相位差,同时具有滤波集成和隔直功能,通过实例设计和测试完成了理论的验证;3、提出一种双频的阻抗变换器,通过理论推导可解析出阻抗变换器全部的传输零点和极点,使其具有出色的频率选择性,实现了任意工作频率比、任意阻抗比及隔直功能;4、提出一种新型的宽带六端口相关器,在整个工作频带内获得了优异的幅频和相频特性,相对带宽高达47.6%,同时实现了滤波集成和隔直功能;5、完成了双频六端口接收机的设计与实现,通过六端口直接变频接收机测试平台的搭建和样例测试分析,实现了调制信号的解调。
【图文】：

耦合器,移相器,电路结构,相位差

逦逦逡逑合器。基于目前发表的研宄成果，双频滤波集成耦合器可以通过Ｘ／２和Ｘ７４谐振逡逑器［３0］或四个耦合步进阻抗谐振器ｍｉ设计来实现。因此，我们希望能提出一种同时逡逑具有任意耦合度、任意相位差以及滤波集成功能三个特性的混合耦合器，来更灵逡逑活的设计相应的六端口相关器。逡逑３．１．２设计理论分析逡逑为了实现滤波集成功能，我们参考文献［３２］实现了一种新的耦合线结构。在某逡逑个工作频率处，这种耦合线结构可以替代任意特征阻抗和电长度的传输线，并且逡逑在这个匹配点加一个窄带滤波的功能。基于这种耦合线结构和参考文献［３３］中提逡逑出的混合耦合器，我们设计出一种具有任意耦合度以及任意相位差的小型滤波集逡逑成混合耦合器。这里我们根据传输线理论，推导出解析的设计流程来设计此耦合逡逑器。然后根据给出的设计步骤，可以轻松地计算出这种耦合器所有的电路参数。逡逑同时，由于这种耦合线结构的使用，实现了耦合器输入／输出端口的隔直功能，并逡逑且没有增加额外的匹配电路。下面我们对设计理论展开分析。逡逑

原理图,耦合线,传输线

出了一种耦合线结构用于代替分支线耦合器中的部分传输线。在实现窄带滤波集逡逑成功能的同时，这种耦合线结构还可以阻止输入端口（端口邋１）和输出端口（端逡逑口邋２和端口邋４）之间的直流信号，提供了隔直的功能。这里图３－１显示了我们设逡逑计出的具有滤波集成效果的耦合器电路结构。它主要由两个耦合线结构和两条传逡逑输线组成，且这两条传输线具有相同的特征阻抗Ｚ？？和电长度办。基于对这种耦逡逑合线结构的分析，我们可以通过解析的公式来计算出所有的电路参数，得以实现逡逑任意的耦合度和相位差。逡逑其中，耦合线结构在图３－２中给出。可以看出，它主要由四条传输线构成，逡逑这四条传输线有着相同的特征阻抗Ｚ／和不同的电长度（仍，伤，ｆｔ，，和lM）。其逡逑原理图可以分成上下两部分，每一部分中都包括一对传输线，且在每对传输线中逡逑间，都有一个终端开路的耦合线枝节。这两个耦合线枝节的偶模阻抗Ｚ■，奇模阻逡逑抗Ｚ（，以及电长度此参数均相等。逡逑ｚ
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN851

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