X波段放大濾波電路的聯(lián)合設(shè)計技術(shù)研究
發(fā)布時間：2021-10-15 15:41
在各種微波射頻電路的功能實現(xiàn)過程中,信號的放大與濾波是必不可少的組成部分。隨著材料工藝的發(fā)展、研究技術(shù)的進步以及前沿理論的提出,現(xiàn)如今,不斷推陳出新的雷達以及無線通信系統(tǒng)對放大器、濾波器等電子部件的設(shè)計提出了愈發(fā)嚴峻的挑戰(zhàn):更高標準的性能指標、更小型化的尺寸、更輕的重量和更低的成本。為此本文提出了一種聯(lián)合設(shè)計的思路,將射頻前端的若干組件進行整體考慮,在縮減元器件以及減少各單元電路間匹配網(wǎng)絡(luò)的情況下達到改善電路性能,同時實現(xiàn)電路小型化的目的。聯(lián)合設(shè)計的優(yōu)點在于通過整合各部件的功能,實現(xiàn)電路的多功能化和封裝的一體化,降低射頻系統(tǒng)的成本和集成難度,對器件進行合理化的配置和綜合利用,降低功耗,改善電路性能。本論文的主要研究內(nèi)容如下:首先,介紹了低噪聲放大器（LowNoise Amplifier，LNA）的理論基礎(chǔ),給出了設(shè)計LNA過程中需要注意的主要性能參數(shù);按照LNA的設(shè)計思路,從噪聲系數(shù)、增益、駐波比等指標著手,通過軟件進行仿真設(shè)計,采用微帶匹配的方法分別設(shè)計了工作在X波段的單級LNA和兩級LNA,并制成實物,測試結(jié)果表明:在9.6GHz10.5GHz工作頻帶內(nèi),單級...
【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)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－１射頻接收前端的結(jié)構(gòu)示意圖??
路帶來的損耗以及功耗。??目前在射頻前端的設(shè)計前期，各個組件大多是相互獨立設(shè)計的，這主要是因為??各個模塊相互獨立便于調(diào)試。圖１－２展示了傳統(tǒng)獨立電路模塊間的連接，這種方法??將各個組件的輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計為５０Ｑ標準阻抗，各電路模塊獨立封裝實??現(xiàn)各自的功能，最后通過同軸電纜或ＳＭＡ等射頻連接器連接以整合為一個系統(tǒng)實??現(xiàn)多種電路的功能。該方法的優(yōu)點是便于對各電路模塊的輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)進行??調(diào)諧，缺點是連接器和匹配網(wǎng)絡(luò)引入了插入損耗，增大了電路尺寸，提高了設(shè)計成??本。??＼?ｉ?Ｊ?連接器?｜１??＂ｉ??ＲＦｍ?！?ｉ?Ｌ?｜輸出匹配ｉｌ輸入匹配｜?ｒ＾１??——?／?網(wǎng)絡(luò)?網(wǎng)絡(luò)?’?＼??Ｉ?—??＇ｌ?Ｉ１??Ｉ??！?＇?ｉ?濾波器｜??Ｌ二?＇?！?Ｉ??圖１－２傳統(tǒng)獨立單元電路模塊間的連接結(jié)構(gòu)示意圖??針對圖１－２傳統(tǒng)獨立電路模塊間連接存在的缺點，圖１－３所示的結(jié)構(gòu)是在此基??礎(chǔ)上做了改進，將各個獨立的單元電路設(shè)計在同一個ＰＣＢ板上，封裝為一個整體??電路，省去了同軸連接，在一定程度上減小了電路尺寸，節(jié)約了成本。但是各模塊??之間仍需要設(shè)計匹配網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)電路最大功率增益?zhèn)鬏?
路帶來的損耗以及功耗。??目前在射頻前端的設(shè)計前期，各個組件大多是相互獨立設(shè)計的，這主要是因為??各個模塊相互獨立便于調(diào)試。圖１－２展示了傳統(tǒng)獨立電路模塊間的連接，這種方法??將各個組件的輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計為５０Ｑ標準阻抗，各電路模塊獨立封裝實??現(xiàn)各自的功能，最后通過同軸電纜或ＳＭＡ等射頻連接器連接以整合為一個系統(tǒng)實??現(xiàn)多種電路的功能。該方法的優(yōu)點是便于對各電路模塊的輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)進行??調(diào)諧，缺點是連接器和匹配網(wǎng)絡(luò)引入了插入損耗，增大了電路尺寸，提高了設(shè)計成??本。??＼?ｉ?Ｊ?連接器?｜１??＂ｉ??ＲＦｍ?！?ｉ?Ｌ?｜輸出匹配ｉｌ輸入匹配｜?ｒ＾１??——?／?網(wǎng)絡(luò)?網(wǎng)絡(luò)?’?＼??Ｉ?—??＇ｌ?Ｉ１??Ｉ??！?＇?ｉ?濾波器｜??Ｌ二?＇?！?Ｉ??圖１－２傳統(tǒng)獨立單元電路模塊間的連接結(jié)構(gòu)示意圖??針對圖１－２傳統(tǒng)獨立電路模塊間連接存在的缺點，圖１－３所示的結(jié)構(gòu)是在此基??礎(chǔ)上做了改進，將各個獨立的單元電路設(shè)計在同一個ＰＣＢ板上，封裝為一個整體??電路，省去了同軸連接，在一定程度上減小了電路尺寸，節(jié)約了成本。但是各模塊??之間仍需要設(shè)計匹配網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)電路最大功率增益?zhèn)鬏?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種新型小型化窄帶腔體濾波器的設(shè)計[J]. 劉元昆,楊青慧,張懷武. 壓電與聲光. 2018(06)
[2]微波濾波器耦合矩陣綜合方法改進[J]. 徐晨陽,肖中銀. 電子設(shè)計工程. 2018(20)
[3]射頻功率放大器穩(wěn)定性的分析與設(shè)計[J]. 韓月,叢密芳,李科,杜寰. 微電子學與計算機. 2018(10)
[4]高頻寬帶帶阻石英晶體濾波器的研制[J]. 陳亮,尚峰,韋浪飛. 電子測試. 2018(15)
[5]基于HFSS仿真的設(shè)計型天線實驗的研究[J]. 程春霞,孫文方,蘇博. 教育教學論壇. 2018(23)
[6]S頻段低無源互調(diào)同軸濾波器設(shè)計[J]. 王琪,狄學峰,李秋強,崔萬照. 空間電子技術(shù). 2017(06)
[7]24 GHz微帶陣列天線設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 孫元,胡欣,廖鵬,王昌,孫梧雨. 太赫茲科學與電子信息學報. 2017(04)
[8]平衡式寬帶低噪聲放大器設(shè)計[J]. 付鯤,朱紅雷,劉偉,仝飛. 電子科技. 2017(08)
[9]電子器件散粒噪聲的測試方法[J]. 王予峰. 電子技術(shù)與軟件工程. 2017(10)
[10]射頻功率放大器芯片的基板聯(lián)合仿真方法比較[J]. 劉茜蕾,戴大杰,楊寒冰,陳思弟,李學建,周憲華,岳并蒂. 電子科學技術(shù). 2016(04)
博士論文
[1]集成射頻接收前端協(xié)同設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 馬潤波.山西大學 2010
碩士論文
[1]基于SIW技術(shù)的高性能帶通濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉俊平.西安電子科技大學 2015
[2]單片低噪聲放大器技術(shù)研究[D]. 杜翔.電子科技大學 2014
[3]SIW濾波器研究[D]. 黃小龍.電子科技大學 2013
[4]C波段LNA的設(shè)計[D]. 嚴蘭芳.電子科技大學 2010
本文編號：3438217
【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)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－１射頻接收前端的結(jié)構(gòu)示意圖??
路帶來的損耗以及功耗。??目前在射頻前端的設(shè)計前期，各個組件大多是相互獨立設(shè)計的，這主要是因為??各個模塊相互獨立便于調(diào)試。圖１－２展示了傳統(tǒng)獨立電路模塊間的連接，這種方法??將各個組件的輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計為５０Ｑ標準阻抗，各電路模塊獨立封裝實??現(xiàn)各自的功能，最后通過同軸電纜或ＳＭＡ等射頻連接器連接以整合為一個系統(tǒng)實??現(xiàn)多種電路的功能。該方法的優(yōu)點是便于對各電路模塊的輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)進行??調(diào)諧，缺點是連接器和匹配網(wǎng)絡(luò)引入了插入損耗，增大了電路尺寸，提高了設(shè)計成??本。??＼?ｉ?Ｊ?連接器?｜１??＂ｉ??ＲＦｍ?！?ｉ?Ｌ?｜輸出匹配ｉｌ輸入匹配｜?ｒ＾１??——?／?網(wǎng)絡(luò)?網(wǎng)絡(luò)?’?＼??Ｉ?—??＇ｌ?Ｉ１??Ｉ??！?＇?ｉ?濾波器｜??Ｌ二?＇?！?Ｉ??圖１－２傳統(tǒng)獨立單元電路模塊間的連接結(jié)構(gòu)示意圖??針對圖１－２傳統(tǒng)獨立電路模塊間連接存在的缺點，圖１－３所示的結(jié)構(gòu)是在此基??礎(chǔ)上做了改進，將各個獨立的單元電路設(shè)計在同一個ＰＣＢ板上，封裝為一個整體??電路，省去了同軸連接，在一定程度上減小了電路尺寸，節(jié)約了成本。但是各模塊??之間仍需要設(shè)計匹配網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)電路最大功率增益?zhèn)鬏?
路帶來的損耗以及功耗。??目前在射頻前端的設(shè)計前期，各個組件大多是相互獨立設(shè)計的，這主要是因為??各個模塊相互獨立便于調(diào)試。圖１－２展示了傳統(tǒng)獨立電路模塊間的連接，這種方法??將各個組件的輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計為５０Ｑ標準阻抗，各電路模塊獨立封裝實??現(xiàn)各自的功能，最后通過同軸電纜或ＳＭＡ等射頻連接器連接以整合為一個系統(tǒng)實??現(xiàn)多種電路的功能。該方法的優(yōu)點是便于對各電路模塊的輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)進行??調(diào)諧，缺點是連接器和匹配網(wǎng)絡(luò)引入了插入損耗，增大了電路尺寸，提高了設(shè)計成??本。??＼?ｉ?Ｊ?連接器?｜１??＂ｉ??ＲＦｍ?！?ｉ?Ｌ?｜輸出匹配ｉｌ輸入匹配｜?ｒ＾１??——?／?網(wǎng)絡(luò)?網(wǎng)絡(luò)?’?＼??Ｉ?—??＇ｌ?Ｉ１??Ｉ??！?＇?ｉ?濾波器｜??Ｌ二?＇?！?Ｉ??圖１－２傳統(tǒng)獨立單元電路模塊間的連接結(jié)構(gòu)示意圖??針對圖１－２傳統(tǒng)獨立電路模塊間連接存在的缺點，圖１－３所示的結(jié)構(gòu)是在此基??礎(chǔ)上做了改進，將各個獨立的單元電路設(shè)計在同一個ＰＣＢ板上，封裝為一個整體??電路，省去了同軸連接，在一定程度上減小了電路尺寸，節(jié)約了成本。但是各模塊??之間仍需要設(shè)計匹配網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)電路最大功率增益?zhèn)鬏?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種新型小型化窄帶腔體濾波器的設(shè)計[J]. 劉元昆,楊青慧,張懷武. 壓電與聲光. 2018(06)
[2]微波濾波器耦合矩陣綜合方法改進[J]. 徐晨陽,肖中銀. 電子設(shè)計工程. 2018(20)
[3]射頻功率放大器穩(wěn)定性的分析與設(shè)計[J]. 韓月,叢密芳,李科,杜寰. 微電子學與計算機. 2018(10)
[4]高頻寬帶帶阻石英晶體濾波器的研制[J]. 陳亮,尚峰,韋浪飛. 電子測試. 2018(15)
[5]基于HFSS仿真的設(shè)計型天線實驗的研究[J]. 程春霞,孫文方,蘇博. 教育教學論壇. 2018(23)
[6]S頻段低無源互調(diào)同軸濾波器設(shè)計[J]. 王琪,狄學峰,李秋強,崔萬照. 空間電子技術(shù). 2017(06)
[7]24 GHz微帶陣列天線設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 孫元,胡欣,廖鵬,王昌,孫梧雨. 太赫茲科學與電子信息學報. 2017(04)
[8]平衡式寬帶低噪聲放大器設(shè)計[J]. 付鯤,朱紅雷,劉偉,仝飛. 電子科技. 2017(08)
[9]電子器件散粒噪聲的測試方法[J]. 王予峰. 電子技術(shù)與軟件工程. 2017(10)
[10]射頻功率放大器芯片的基板聯(lián)合仿真方法比較[J]. 劉茜蕾,戴大杰,楊寒冰,陳思弟,李學建,周憲華,岳并蒂. 電子科學技術(shù). 2016(04)
博士論文
[1]集成射頻接收前端協(xié)同設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 馬潤波.山西大學 2010
碩士論文
[1]基于SIW技術(shù)的高性能帶通濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉俊平.西安電子科技大學 2015
[2]單片低噪聲放大器技術(shù)研究[D]. 杜翔.電子科技大學 2014
[3]SIW濾波器研究[D]. 黃小龍.電子科技大學 2013
[4]C波段LNA的設(shè)計[D]. 嚴蘭芳.電子科技大學 2010
本文編號：3438217
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