33～37GHz宽带收发模块研究

发布时间：2017-06-14 09:07

  本文关键词：33～37GHz宽带收发模块研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在这个信息爆炸的时代,作为无线通信的基础,传统射频和微波技术的带宽和传输速率已无法满足应用需求;同时射频微波频段已十分拥挤,各种干扰无法避免。毫米波技术以其宽带宽、高速率、高集成度等优点迅速成为无线技术发展的主流。作为毫米波无线系统的关键部分,毫米波收发组件的各项功能和指标对于系统的重要性不言而喻。本文对毫米波收发组件进行了研究,并针对“33～37GHz宽带收发模块”这一课题进行了方案设计和电路实现。文章从课题的研究背景和意义出发,简单介绍了近年来国内外在毫米波收发组件研究方面取得的进展和成就;同时了探讨了较为常见的接收机和发射机方案及其优缺点,再结合课题设计指标,确定了系统的总体方案。该系统的收发通道均采用超外差结构,发射信号和接收信号的频段相同,工作模式为时分双工(TDD)。考虑到实际条件和技术成熟度,整个电路选择采用平面混合集成电路形式实现。为方便电路设计和调试,将收发组件分为三个模块,包括为其他各模块提供本振及参考信号的本振源-移频模块、将基带信号扩频为发射中频信号的激励变频模块以及最终实现信号收发的毫米波模块。文章详细描述了各模块的方案设计和电路实现以及测试结果。最终的系统级联测试表明,在33～37GHz频段内,该收发组件发射功率峰峰值在2W(33dBm)以上,平坦度为±0.7dB,杂散抑制大于40dBc;同时接收通道的增益不小于30d B,平坦度为±1.5dB,噪声系数小于5.6dB。模块的性能表现达到设计预期。针对工作中遇到的问题,文章在最后进行了总结和分析,对毫米波收发组件的研究具有一定参考价值。
【关键词】：毫米波 收发组件 超外差 平面混合集成电路
【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】：TN859
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题研究背景及意义11
• 1.2 国内外发展态势与近况11-15
• 1.2.1 国外发展动态11-13
• 1.2.2 国内发展动态13-15
• 1.3 本文的结构安排15-16
• 第二章 33~37GHZ宽带收发模块方案16-22
• 2.1 常见接收机方案16-18
• 2.1.1 零中频接收机16-17
• 2.1.2 超外差接收机17
• 2.1.3 低中频接收机17-18
• 2.2 常见发射机方案18-19
• 2.2.1 零中频发射机18-19
• 2.2.2 超外差发射机19
• 2.3 33～37GHz宽带收发模块主要技术指标19-20
• 2.4 本课题方案选择20-22
• 2.4.1 接收通道方案选择20
• 2.4.2 发射通道方案选择20
• 2.4.3 33～37GHz宽带收发模块总体结构20-21
• 2.4.4 本章小节21-22
• 第三章 本振源-移频模块的设计与测试22-37
• 3.1 本振源模块22-31
• 3.1.1 本振源模块的主要技术指标22
• 3.1.2 本振源模块的设计方案及具体分析22-23
• 3.1.3 微波频率源器件选择23-24
• 3.1.4 本振源模块相噪及杂散分析24-26
• 3.1.5 本振源模块的电路实现26-27
• 3.1.6 本振源模块的测试27-31
• 3.2 移频模块31-36
• 3.2.1 移频模块主要技术指标31
• 3.2.2 移频模块具体方案与分析31-33
• 3.2.3 移频模块的电路实现及安装33-34
• 3.2.4 移频模块的测试34-36
• 3.3 本章小节36-37
• 第四章 激励变频模块的设计与测试37-55
• 4.1 激励变频模块的主要技术指标37
• 4.2 激励变频模块方案设计与分析37-39
• 4.3 激励变频模块的具体电路设计与实现39-47
• 4.3.1 上混频支路39-40
• 4.3.2 四倍频支路40-45
• 4.3.3 下混频支路45-47
• 4.4 激励变频模块的电路实现47-48
• 4.5 激励变频模块的测试与调试48-54
• 4.6 本章小节54-55
• 第五章 毫米波模块的设计55-72
• 5.1 毫米波模块主要技术指标55-56
• 5.2 毫米波模块方案设计与分析56-68
• 5.2.1 本振支路设计57-59
• 5.2.2 发射通道电路设计59-63
• 5.2.2.1 发射通道上混频电路设计59-61
• 5.2.2.2 发射通道放大电路设计61-63
• 5.2.3 接收通道电路设计63-66
• 5.2.4 单刀双掷开关和微带-波导过渡的设计66-68
• 5.3 毫米波模块的电路实现与供电设计68-71
• 5.4 本章小节71-72
• 第六章 毫米波模块测试与级联测试72-83
• 6.1 发射功率测试72-73
• 6.1.1 发射功率测试方案72-73
• 6.1.2 发射功率测试结果及分析73
• 6.2 发射信号杂散测试73-75
• 6.2.1 发射信号杂散测试方案73-74
• 6.2.2 发射信号杂散抑制测试结果74-75
• 6.3 发射脉冲包络测试75-76
• 6.3.1 发射脉冲包络测试方案75
• 6.3.2 发射脉冲包络测试结果75-76
• 6.4 接收通道增益测试76-77
• 6.4.1 接收通道增益测试方案76-77
• 6.4.2 接收通道增益测试结果77
• 6.5 接收通道噪声系数测试77-78
• 6.5.1 接收通道噪声系数测试方案77-78
• 6.5.2 接收通道噪声系数测试结果78
• 6.6 系统级联测试78-82
• 6.6.1 系统级联测试方案78-80
• 6.6.2 系统级联测试结果80-82
• 6.7 本章小节82-83
• 第七章 结论83-84
• 7.1 全文总结83
• 7.2 不足与改进83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-88
• 攻读硕士学位期间取得的成果88-89

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