小型化X波段BPSK调制器设计

发布时间：2017-10-17 15:44

  本文关键词：小型化X波段BPSK调制器设计

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【摘要】：UQPSK或QPSK调制方式在卫星通信中得到广泛的应用,BPSK调制器是构成U QPS K或QPSK调制方式的重要的器件。采用双平衡混频器结构的BPSK调制器因其优异的性能和良好的空间环境适应性使其成为卫星通信的最优选择。本文首先对双平衡混频器的性能进行了分析,指出了BPSK调制器采用双平衡混频器结构时,指标和衡量方式是不同的,给出了混频器技术指标和调制器技术指标之间的对应关系,指出了BPSK调制器的关键参数为载波抑制度,设计的关键就在于输入输出巴伦的设计,对巴伦终端加入电感以改善其相位特性。说明了肖特基二极管和PIN二极管的不同功率应用场合。对于封闭式宽边耦合的悬置微带结构,首先在A DS中对单个巴伦的参数进行优化仿真,然后用HFSS进行了再次验证,确认结果基本一致,随后在ADS2011中,仿真了最终的完整印制板图,最后加入肖特基二极管的模型进行了联合仿真,得到最终结果。本文的主要贡献如下:1.通过对比分析,阐明了航天器用的X频段BPSK调制器的优选方案是双平衡混频器式的调制器。2.分析了LO-RF隔离度与BPSK调制器矢量调制误差的关系,说明了L O-R F隔离度为影响调制器性能的关键参数。3.对于M arc han d巴伦设计,参考文献中一般采用终端电容匹配改善巴伦的相位特性,本文采用了电感匹配的设计方式。4.采用了宽边耦合方式的悬置微带线设计巴伦,提高了耦合度。5.针对调制器的应用场合,分析了PIN二极管和肖特基二极管的不同特性,指出了PIN二极管适用于高功率低速率,而肖特基二极管适用于低功率高速率。
【关键词】：BPSK调制器 双平衡混频 Marchand巴伦 终端匹配 悬置微带线
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN761
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 数字调制的发展概况11-12
• 1.2 QPSK调制方式在卫星通信中的应用12-13
• 1.3 BPSK调制器的现状分析13-16
• 1.3.1 CMOS有源调制器13-14
• 1.3.2 无源双平衡混频器14-15
• 1.3.3 射频集成电路（RFIC）的混频器15
• 1.3.4 现状分析比较15-16
• 1.4 本文的主要工作16-17
• 1.5 本文的结构安排17-19
• 第二章 调制器的基本原理19-33
• 2.1 混频器原理19-23
• 2.1.1 混频器基础原理[1]19-20
• 2.1.2 变频增益20
• 2.1.3 噪声系数20-21
• 2.1.4 线性度21-22
• 2.1.5 隔离22
• 2.1.6 杂散信号(SPUR)22-23
• 2.2 双平衡混频器的基本原理23-25
• 2.2.1 双平衡混频器的构成23
• 2.2.2 混频器使用LO驱动和IF驱动的性能差异23-25
• 2.3 BPSK调制与解调25-30
• 2.3.1 BPSK调制特性25-26
• 2.3.2 BPSK信号的解调26-29
• 2.3.3 BPSK调制的主要指标29-30
• 2.4 BPSK调制器和双平衡混频器之间的区别30-32
• 2.4.1 LO-RF的隔离度对BPSK调制器的性能的影响30-31
• 2.4.2 中频带宽与调制速率的关系31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 BPSK调制器的工作原理33-44
• 3.1 巴伦工作原理33-38
• 3.1.1 一些典型的巴伦34-35
• 3.1.2 Marchand巴伦原理35-38
• 3.2 微波二极管38-41
• 3.2.1 微波PIN二极管38-39
• 3.2.2 肖特基二极管39-41
• 3.2.3 微波二极管的选择41
• 3.3 悬置微带线结构41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 仿真与设计44-59
• 4.1 巴伦的初步仿真44-48
• 4.2 肖特基二极管的模型48-49
• 4.3 结构设计49-50
• 4.4 板图设计50-53
• 4.5 板图仿真53-54
• 4.6 联合仿真54-56
• 4.7 实物与测试图片56-58
• 4.8 本章小结58-59
• 第五章 结束语59-60
• 5.1 结论59
• 5.2 展望59-60
• 参考文献60-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文63-65

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1 董亮;小型化X波段BPSK调制器设计[D];上海交通大学;2015年

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本文编号：1049686