Ku波段接收机前端关键部件研究
发布时间：2021-01-20 00:20
随着接收机向更高频段方向发展,对接收机性能要求越来越高,而接收机性能的提升主要取决于接收机前端关键部件,本文以某Ku波段卫星通信接收机为相关背景,重点研究Ku波段接收机前端关键部件:Ku波段低噪声放大器、Ku波段带通滤波器和中频滤波器。低噪声放大器作为接收机前级,其噪声系数和增益对接收机灵敏度的影响最为关键。本文基于QPA2735芯片设计了一款高增益且噪声低的Ku波段低噪声放大器,设计过程包括芯片选型、稳定性分析、匹配电路设计和原理图与版图联合仿真等,并对其进行加工和测试。实测增益为18.6dB±0.2dB,输入反射系数小于-15.2dB,输出反射系数小于-10dB,噪声系数为1.94dB,P1dB压缩点为17.17dBm。Ku波段带通滤波器作为接收机前端关键部件之一,为提升接收机性能,本文设计了四款不同的带通滤波器。第一个是基于等效电路模型参数提取的计算机辅助调试方法设计的波导空腔滤波器,其仿真带宽为300MHz,带内反射系数小于-20dB,上下阻带的信号抑制优于61.7dB。第二个是为实现滤波器小型化,在谐振腔中非对称加载金属脊产生电容效应以缩短滤波器长度,并...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ASK收发组件实物图
电子科技大学硕士学位论文21.2国内外研究现状1.2.1接收机研究现状随着全球化通信经济的高速发展，对科学技术的质量要求越来越高，世界各大研究机构投入大量科研经费来研究高性能且小型化的接收机，在各领域得到了较好的发展。国外的微波技术和集成工艺起步较早且相对成熟，国内接收机的性能比国外相对落后，高频段的接收机在性能上仍有许多技术难点和挑战，因此仍需要对接收机整机性能进行研究。2011年，韩国Y.C.Lee等人采用LTCC工艺设计了一种工作在60GHz点对点通信的ASK收发机。如图1-1所示，采用6层LTCC介质来设计接收机，通过采用6排金属化通孔和共面波导结构来实现收发支路的高隔离度，隔离度达到80dBc，电路模块紧凑且小型化，接收机增益为38dB[1]。图1-1ASK收发组件实物图2012年，印度空间研究中心S.K.Jain等人设计了一种便携的且可用于卫星地面终端的S波段接收机前端系统，如图1-2所示，采用两级LNA实现最佳接收机灵敏度，噪声系数小于1dB，增益达到95.5dB，平坦度不超过1.5dB[2]。图1-2S波段接收机前端系统实物图
第一章绪论32013年，G.Mehdi等人设计了可用于无源成像仪模块化的Ka波段接收机，如图1-3和图1-4所示，该接收机前端主要由波导对极鳍线、低噪声放大器、波导带通滤波器和MCM接收模块组成，噪声系数为4.1dB，增益为42dB，镜像抑制优于60dB，杂散极少[3]。图1-3Ka波段接收机框图图1-4接收机前端实物2014年，波兰D.Pietron等人采用零中频架构设计了一种可用于蓝牙的接收机前端系统，接收机的噪声系数为2.32dB，系统增益为26.33dB，灵敏度为-80dBm，输入的三阶交调分量IIP3为-12.78dBm，其数据表明了该接收机前端系统性能较好，可提高蓝牙的覆盖范围[4]。2015年，南京电子器件研究所Y.Zhou等人采用SIP集成技术在LTCC基板上设计了一种可用于无线通信的紧凑型的多通道接收机前端模块，噪声系数小于2.8dB，转换增益为50dB[5]。2017年，日本T.Kawaguchi等人设计了一种可用于移动基站的高灵敏度高温超导六通道的接收机前端，如图1-5所示，该六通道的接收机前端系统工作频段为900MHz，由小型化螺旋谐振器的HTS滤波器和低温低噪声放大器组成，工作带宽是15MHz，噪声系数为0.45dB，实验结果表明该六通道接收机前端性能较好，可有效提高基站的覆盖范围[6]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基片集成波导滤波器的快速设计方法[J]. 霍新平,郝张成. 中国科技论文. 2014(04)
[2]SIR交叉耦合双通带腔体滤波器[J]. 寇鑫,肖中银,黄春艳,李好,储君君. 应用科学学报. 2014(02)
博士论文
[1]基于电流驱动无源混频器的宽带接收机关键技术研究[D]. 孙景业.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]宽带接收机射频前端的研究与设计[D]. 刘绍亭.电子科技大学 2018
[2]基于SIW技术的高选择性带通滤波器的设计与实现[D]. 周奇.西安电子科技大学 2018
[3]基于基片集成技术的交叉耦合腔体滤波器的延伸研究[D]. 邹玉鹏.南京航空航天大学 2015
[4]基片集成波导层叠级联双模滤波器设计与制作[D]. 王琪.南京邮电大学 2013
[5]小型腔体滤波器设计技术研究[D]. 谢睦宽.电子科技大学 2011
[6]SIW带通滤波器研究与设计[D]. 宋秋雨.西安电子科技大学 2010
[7]电容加载滤波器[D]. 张先荣.电子科技大学 2009
本文编号：2987976
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ASK收发组件实物图
电子科技大学硕士学位论文21.2国内外研究现状1.2.1接收机研究现状随着全球化通信经济的高速发展，对科学技术的质量要求越来越高，世界各大研究机构投入大量科研经费来研究高性能且小型化的接收机，在各领域得到了较好的发展。国外的微波技术和集成工艺起步较早且相对成熟，国内接收机的性能比国外相对落后，高频段的接收机在性能上仍有许多技术难点和挑战，因此仍需要对接收机整机性能进行研究。2011年，韩国Y.C.Lee等人采用LTCC工艺设计了一种工作在60GHz点对点通信的ASK收发机。如图1-1所示，采用6层LTCC介质来设计接收机，通过采用6排金属化通孔和共面波导结构来实现收发支路的高隔离度，隔离度达到80dBc，电路模块紧凑且小型化，接收机增益为38dB[1]。图1-1ASK收发组件实物图2012年，印度空间研究中心S.K.Jain等人设计了一种便携的且可用于卫星地面终端的S波段接收机前端系统，如图1-2所示，采用两级LNA实现最佳接收机灵敏度，噪声系数小于1dB，增益达到95.5dB，平坦度不超过1.5dB[2]。图1-2S波段接收机前端系统实物图
第一章绪论32013年，G.Mehdi等人设计了可用于无源成像仪模块化的Ka波段接收机，如图1-3和图1-4所示，该接收机前端主要由波导对极鳍线、低噪声放大器、波导带通滤波器和MCM接收模块组成，噪声系数为4.1dB，增益为42dB，镜像抑制优于60dB，杂散极少[3]。图1-3Ka波段接收机框图图1-4接收机前端实物2014年，波兰D.Pietron等人采用零中频架构设计了一种可用于蓝牙的接收机前端系统，接收机的噪声系数为2.32dB，系统增益为26.33dB，灵敏度为-80dBm，输入的三阶交调分量IIP3为-12.78dBm，其数据表明了该接收机前端系统性能较好，可提高蓝牙的覆盖范围[4]。2015年，南京电子器件研究所Y.Zhou等人采用SIP集成技术在LTCC基板上设计了一种可用于无线通信的紧凑型的多通道接收机前端模块，噪声系数小于2.8dB，转换增益为50dB[5]。2017年，日本T.Kawaguchi等人设计了一种可用于移动基站的高灵敏度高温超导六通道的接收机前端，如图1-5所示，该六通道的接收机前端系统工作频段为900MHz，由小型化螺旋谐振器的HTS滤波器和低温低噪声放大器组成，工作带宽是15MHz，噪声系数为0.45dB，实验结果表明该六通道接收机前端性能较好，可有效提高基站的覆盖范围[6]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基片集成波导滤波器的快速设计方法[J]. 霍新平,郝张成. 中国科技论文. 2014(04)
[2]SIR交叉耦合双通带腔体滤波器[J]. 寇鑫,肖中银,黄春艳,李好,储君君. 应用科学学报. 2014(02)
博士论文
[1]基于电流驱动无源混频器的宽带接收机关键技术研究[D]. 孙景业.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]宽带接收机射频前端的研究与设计[D]. 刘绍亭.电子科技大学 2018
[2]基于SIW技术的高选择性带通滤波器的设计与实现[D]. 周奇.西安电子科技大学 2018
[3]基于基片集成技术的交叉耦合腔体滤波器的延伸研究[D]. 邹玉鹏.南京航空航天大学 2015
[4]基片集成波导层叠级联双模滤波器设计与制作[D]. 王琪.南京邮电大学 2013
[5]小型腔体滤波器设计技术研究[D]. 谢睦宽.电子科技大学 2011
[6]SIW带通滤波器研究与设计[D]. 宋秋雨.西安电子科技大学 2010
[7]电容加载滤波器[D]. 张先荣.电子科技大学 2009
本文编号：2987976
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