Ka波段上變頻組件的研究與設計
發(fā)布時間：2021-06-29 19:32
毫米波收發(fā)組件在雷達探測系統(tǒng)與制導系統(tǒng)中應用較為普遍。目前的先進技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了將上變頻發(fā)射模塊,下變頻接收模塊以及頻率源模塊集成于一塊微波毫米波芯片上。但是由于單片集成系統(tǒng)在工作頻段較高以及功率較大時系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性不高,而軍用雷達通信系統(tǒng)對整個電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性,可靠性以及相關指標要求較高,因此目前的軍用通信系統(tǒng)主要還是以模塊化為主。本文主要介紹了Ka波段上變頻組件的具體方案設計、器件選型、電路設計以及電磁兼容設計。該上變頻組件的設計主要包括本振單元模塊的設計與上變頻單元模塊的設計。本振單元分為一本振單元與二本振單元,一本振單元需提供的本振頻率為4GHz,因此可由鎖相環(huán)直接產(chǎn)生;二本振單元輸出頻率范圍為18.8GHz22.6GHz,由鎖相環(huán)先產(chǎn)生頻率范圍為9.4GHz11.3GHz的信號,再經(jīng)2倍頻器得到頻率范圍為18.8GHz22.6GHz的信號。根據(jù)上變頻單元的具體工作指標確定出該組件采用超外差式變頻方案。本文重點工作如下:1.介紹了變頻器非線性混頻的基本理論,基于MATLAB軟件編寫了程序并繪制了上變頻混頻器與...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
mm接收前端系統(tǒng)實物圖μè
電子科技大學碩士學位論文2間相互分離，最后通過電纜將各個功能模塊連接成一個完整的接收前端組件。該組件的各個功能單元主要為：U波段的頻率源，3mm波段的放大器、3mm波段混頻器、3mm波段的低噪聲放大器以及中頻放大電路。該接收前端組件的輸入信噪比與輸出信噪比的比值不大于8.5dB且組件整體的增益不小于25dB。由于該組件的各個功能模塊之間相互隔離，因此電磁屏蔽性能較好且易于測試和調(diào)試。該組件的缺點為體積比較大。圖1-13mm接收前端系統(tǒng)實物圖2011年，電子科技大學的付驥設計了一款集發(fā)射與接收于一體的3mm波段變頻系統(tǒng)[5]，如圖1-2所示。該變頻系統(tǒng)的發(fā)射鏈路和接收鏈路處于同一個腔體之中。該3mm波段收發(fā)系統(tǒng)的工作頻率范圍為92GHz96GHzμè，發(fā)射鏈路的理想增益不小于25dB且接收通道的增益在最佳工作頻點可達17dB。整個收發(fā)系統(tǒng)的長寬均為75mm,高度為25mm。圖1-23mm波段T/R組件實物圖2011年，電子科技大學韓娜同學,董宇亮副教授等人設計了一個Ka/X波段上下變頻系統(tǒng)[6]。如圖1-3所示，該上下變頻組件由上變頻組件和下變頻組件兩套相互獨立的系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)中的高頻傳輸電路放置于具有較好電磁屏蔽性能的腔體中，以減少電磁波在微帶線中傳輸?shù)膿p耗以及寄生模式的產(chǎn)生。其中上變頻組件實現(xiàn)了將X波段7.9GHz~8.4GHz的信號上變頻為Ka波段31.8GHz~32.3GHz信號
第一章緒論3的功能，該上變頻組件采用了先混頻濾波再由功分器輸出的方案實現(xiàn)了雜波抑制大于40dBc且輸出端口之間的隔離度大于26dB的技術(shù)指標；下變頻組件實現(xiàn)了將輸入功率為-10dBm的23.9GHz信號與經(jīng)倍頻放大的本振信號進行混頻以得到8.54GHz~9.54GHz的中頻輸出信號的功能，雜波抑制大于40dBc。圖1-3Ka/X波段上下變頻組件實物圖2014年，電子科技大學的曹珊珊設計了一款3mm波段的發(fā)射前端組件[7]。如圖1-4所示，該上變頻系統(tǒng)的腔體是由黃銅制作，而且表面鍍金。為有效降低高頻電路與電源電路之間信號的串擾，該發(fā)射前端組件的高頻電路與電源電路背靠背布板。MMIC芯片與微帶線之間，以及與其直流偏置電路之間均是通過金絲鍵合相連接。組件中的高頻電路放置于具有較好電磁屏蔽性能的金屬腔體中，以減少電磁波在微帶線中傳輸?shù)膿p耗以及寄生模式的產(chǎn)生。該3mm上變頻系統(tǒng)的腔體尺寸為70mm×46mm×15mm。在測試中，當輸入功率為-30dBm的10.5GHz中頻信號時，該3mm波段的上變頻組件的變頻增益約為20dB且?guī)?nèi)輸出功率波動較校圖1-43mm波段上變頻組件實物圖2014年，電子科技大學朱中浩設計了一個集發(fā)射與接收于一體的Ka/X波段變頻系統(tǒng)[8]，如圖1-5所示。該組件的信號輸入端口，輸出端口以及電源接入接口分
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于MEMS濾波器芯片的X波段混頻通道設計[J]. 劉博源,徐軍. 電子技術(shù)應用. 2017(06)
碩士論文
[1]超寬帶射頻功率放大器的研究與設計[D]. 胡騰飛.中國科學技術(shù)大學 2019
[2]3mm波段上變頻組件研究[D]. 曹珊珊.電子科技大學 2014
[3]Ka/X波段一體化上下變頻組件的研究[D]. 朱中浩.電子科技大學 2014
[4]毫米波變頻組件的研制[D]. 韓娜.電子科技大學 2011
[5]無線擴頻通信系統(tǒng)射頻前端的設計與實現(xiàn)[D]. 吳慶.北方工業(yè)大學 2009
本文編號：3257028
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
mm接收前端系統(tǒng)實物圖μè
電子科技大學碩士學位論文2間相互分離，最后通過電纜將各個功能模塊連接成一個完整的接收前端組件。該組件的各個功能單元主要為：U波段的頻率源，3mm波段的放大器、3mm波段混頻器、3mm波段的低噪聲放大器以及中頻放大電路。該接收前端組件的輸入信噪比與輸出信噪比的比值不大于8.5dB且組件整體的增益不小于25dB。由于該組件的各個功能模塊之間相互隔離，因此電磁屏蔽性能較好且易于測試和調(diào)試。該組件的缺點為體積比較大。圖1-13mm接收前端系統(tǒng)實物圖2011年，電子科技大學的付驥設計了一款集發(fā)射與接收于一體的3mm波段變頻系統(tǒng)[5]，如圖1-2所示。該變頻系統(tǒng)的發(fā)射鏈路和接收鏈路處于同一個腔體之中。該3mm波段收發(fā)系統(tǒng)的工作頻率范圍為92GHz96GHzμè，發(fā)射鏈路的理想增益不小于25dB且接收通道的增益在最佳工作頻點可達17dB。整個收發(fā)系統(tǒng)的長寬均為75mm,高度為25mm。圖1-23mm波段T/R組件實物圖2011年，電子科技大學韓娜同學,董宇亮副教授等人設計了一個Ka/X波段上下變頻系統(tǒng)[6]。如圖1-3所示，該上下變頻組件由上變頻組件和下變頻組件兩套相互獨立的系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)中的高頻傳輸電路放置于具有較好電磁屏蔽性能的腔體中，以減少電磁波在微帶線中傳輸?shù)膿p耗以及寄生模式的產(chǎn)生。其中上變頻組件實現(xiàn)了將X波段7.9GHz~8.4GHz的信號上變頻為Ka波段31.8GHz~32.3GHz信號
第一章緒論3的功能，該上變頻組件采用了先混頻濾波再由功分器輸出的方案實現(xiàn)了雜波抑制大于40dBc且輸出端口之間的隔離度大于26dB的技術(shù)指標；下變頻組件實現(xiàn)了將輸入功率為-10dBm的23.9GHz信號與經(jīng)倍頻放大的本振信號進行混頻以得到8.54GHz~9.54GHz的中頻輸出信號的功能，雜波抑制大于40dBc。圖1-3Ka/X波段上下變頻組件實物圖2014年，電子科技大學的曹珊珊設計了一款3mm波段的發(fā)射前端組件[7]。如圖1-4所示，該上變頻系統(tǒng)的腔體是由黃銅制作，而且表面鍍金。為有效降低高頻電路與電源電路之間信號的串擾，該發(fā)射前端組件的高頻電路與電源電路背靠背布板。MMIC芯片與微帶線之間，以及與其直流偏置電路之間均是通過金絲鍵合相連接。組件中的高頻電路放置于具有較好電磁屏蔽性能的金屬腔體中，以減少電磁波在微帶線中傳輸?shù)膿p耗以及寄生模式的產(chǎn)生。該3mm上變頻系統(tǒng)的腔體尺寸為70mm×46mm×15mm。在測試中，當輸入功率為-30dBm的10.5GHz中頻信號時，該3mm波段的上變頻組件的變頻增益約為20dB且?guī)?nèi)輸出功率波動較校圖1-43mm波段上變頻組件實物圖2014年，電子科技大學朱中浩設計了一個集發(fā)射與接收于一體的Ka/X波段變頻系統(tǒng)[8]，如圖1-5所示。該組件的信號輸入端口，輸出端口以及電源接入接口分
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于MEMS濾波器芯片的X波段混頻通道設計[J]. 劉博源,徐軍. 電子技術(shù)應用. 2017(06)
碩士論文
[1]超寬帶射頻功率放大器的研究與設計[D]. 胡騰飛.中國科學技術(shù)大學 2019
[2]3mm波段上變頻組件研究[D]. 曹珊珊.電子科技大學 2014
[3]Ka/X波段一體化上下變頻組件的研究[D]. 朱中浩.電子科技大學 2014
[4]毫米波變頻組件的研制[D]. 韓娜.電子科技大學 2011
[5]無線擴頻通信系統(tǒng)射頻前端的設計與實現(xiàn)[D]. 吳慶.北方工業(yè)大學 2009
本文編號：3257028
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