隨著航空航天事業(yè)的快速發(fā)展,電子器件受空間環(huán)境輻射影響問題已成為研究的熱點(diǎn)課題。目前針對電離輻照對射頻通信系統(tǒng)的效應(yīng)研究還局限于單一部件,針對整個射頻系統(tǒng)輻照效應(yīng)的研究工作并不多見。為了滿足當(dāng)前對完整射頻系統(tǒng)輻照效應(yīng)測試的需求,本文研制了可用于輻照效應(yīng)測試的S波段收發(fā)系統(tǒng),該系統(tǒng)擁有多個測試端口,具備器件易替換、電流可檢測、工作狀態(tài)即時可測可展示以及低成本的特點(diǎn)。本文的主要工作如下:1)明確了輻照效應(yīng)測試對受試射頻系統(tǒng)的具體要求和技術(shù)指標(biāo)。分析了當(dāng)前的輻照試驗(yàn)研究背景,針對目前射頻系統(tǒng)輻射效應(yīng)測試平臺的發(fā)展情況,明確本系統(tǒng)應(yīng)具備的功能以及特色之處,隨后根據(jù)應(yīng)用需求確定了該射頻收發(fā)測驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)。本系統(tǒng)每個分立模塊均具備SMA接口,可完成單模塊的參數(shù)測試,也能多模塊級聯(lián)測試,所有模塊級聯(lián)則實(shí)現(xiàn)完備的射頻收發(fā)系統(tǒng)測試;為用于輻照效應(yīng)試驗(yàn),系統(tǒng)還應(yīng)具有獨(dú)立的電流監(jiān)測模塊與數(shù)據(jù)采集接口。2)提出了用于輻射效應(yīng)試驗(yàn)的S波段收發(fā)系統(tǒng)的方案。系統(tǒng)采用經(jīng)典超外差式結(jié)構(gòu),收發(fā)物理隔離,收發(fā)頻點(diǎn)均在S波段2.0182GHz,中頻信號70MHz,帶寬10MHz;發(fā)射機(jī)采用二次變頻,輸出功率有60dB可調(diào)范圍,具備70dBc雜散抑制能力,并擁有20個SMA接口和5個電流測控端口;接收機(jī)噪聲系數(shù)小于7dB,輸出穩(wěn)定電平0dBm～5dBm,動態(tài)范圍90dB,具有20個SMA接口和7個電流監(jiān)控端口。3)實(shí)現(xiàn)了用于輻射效應(yīng)試驗(yàn)的S波段收發(fā)系統(tǒng)。完成了原理圖仿真、驗(yàn)證了方案的可行性,并通過電路圖、版圖設(shè)計(jì)制作出實(shí)物,完成焊接工作;編寫了相關(guān)軟件代碼,使上位機(jī)對本系統(tǒng)可控可監(jiān)視。4)完成了整個收發(fā)系統(tǒng)的調(diào)試和測試,測試結(jié)果表明S波段收發(fā)系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中的性能指標(biāo)與試驗(yàn)功能,滿足輻照效應(yīng)測試的需要。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精簡、性能良好、成本低廉,是用于射頻系統(tǒng)輻射效應(yīng)試驗(yàn)的綜合測試平臺。其設(shè)計(jì)思路和方案也可用于其它頻段的射頻系統(tǒng)輻射效應(yīng)研究,并可與數(shù)字基帶系統(tǒng)集成,構(gòu)成完整的無線通信系統(tǒng)輻射效應(yīng)綜合試驗(yàn)平臺。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V443;V520.6
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究方法現(xiàn)狀
    1.3 論文主要工作及結(jié)構(gòu)安排
第二章 測驗(yàn)收發(fā)系統(tǒng)方案論證與設(shè)計(jì)
    2.1 測驗(yàn)收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)
        2.1.1 功能需求
        2.1.2 指標(biāo)要求
    2.2 測驗(yàn)收發(fā)系統(tǒng)方案概述
        2.2.1 收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)框架
        2.2.2 系統(tǒng)主要功能
        2.2.3 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
    2.3 發(fā)射鏈路方案論證
        2.3.1 發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)選擇
        2.3.2 頻率組合分量選擇
        2.3.3 發(fā)射鏈路預(yù)算
    2.4 接收鏈路方案論證
        2.4.1 接收鏈路原理框圖
        2.4.2 接收機(jī)具體技術(shù)指標(biāo)確定
        2.4.3 接收鏈路預(yù)算
    2.5 系統(tǒng)其它重要部件設(shè)計(jì)
        2.5.1 電源模塊設(shè)計(jì)
        2.5.2 電磁兼容設(shè)計(jì)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 發(fā)射鏈路設(shè)計(jì)方案與測試
    3.1 本振源模塊設(shè)計(jì)與測試
        3.1.1 芯片選型與電路設(shè)計(jì)
        3.1.2 本振源雜散分析與抑制方案
        3.1.3 本振性能測試
    3.2 一次上變頻電路設(shè)計(jì)與測試
        3.2.1 混頻器TX-Mixer1設(shè)計(jì)
        3.2.2 混頻器雜散分析與中頻濾波器設(shè)計(jì)
        3.2.3 一次上變頻電路測試
    3.3 二次上變頻電路設(shè)計(jì)測試
        3.3.1 TX-Mixer2選型與設(shè)計(jì)
        3.3.2 雜散分析與TX-RF BPF設(shè)計(jì)、測試
        3.3.3 二次上變頻電路測試
    3.4 增益控制電路設(shè)計(jì)與測試
        3.4.1 中頻增益緩沖模塊
        3.4.2 射頻DSA設(shè)計(jì)
        3.4.3 程控功率放大器設(shè)計(jì)、測試
    3.5 時鐘參考模塊設(shè)計(jì)與測試
        3.5.1 內(nèi)外參考及時鐘驅(qū)動、分頻電路設(shè)計(jì)
        3.5.2 時鐘參考測試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 接收鏈路設(shè)計(jì)方案與測試
    4.1 本振源模塊設(shè)計(jì)與測試
        4.1.1 芯片選型與外圍電路設(shè)計(jì)
        4.1.2 雜散分析及抑制方案
        4.1.3 本振源的測試
    4.2 射頻前級電路設(shè)計(jì)與測試
        4.2.1 預(yù)選濾波器設(shè)計(jì)與測試
        4.2.2 低噪放設(shè)計(jì)
        4.2.3 射頻前級相關(guān)測試
    4.3 射頻后級增益模塊設(shè)計(jì)與測試
        4.3.1 射頻VGA設(shè)計(jì)
        4.3.2 數(shù)字AGC環(huán)路功能的實(shí)現(xiàn)
        4.3.3 射頻放大器設(shè)計(jì)、測試
    4.4 下變頻電路設(shè)計(jì)與測試
        4.4.1 混頻器RX-Mixer方案設(shè)計(jì)
        4.4.2 雜散分析與中頻帶通濾波器設(shè)計(jì)
        4.4.3 下變頻電路測試
    4.5 中頻部分電路方案與測試
        4.5.1 中頻放大器設(shè)計(jì)、測試
        4.5.2 中頻AGC電路設(shè)計(jì)與測試
    4.6 本章小結(jié)
第五章 參數(shù)測驗(yàn)及軟件接口設(shè)計(jì)
    5.1 參數(shù)測驗(yàn)方案介紹
    5.2 參數(shù)測驗(yàn)具體設(shè)計(jì)與測試
        5.2.1 測量接口規(guī)劃
        5.2.2 電流檢測電路設(shè)計(jì)
    5.3 軟件接口設(shè)計(jì)
        5.3.1 串口通信
        5.3.2 SPI通信與芯片控制
        5.3.3 AD及DA功能設(shè)計(jì)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)整機(jī)測試與結(jié)果分析
    6.1 測量環(huán)境、實(shí)物介紹
        6.1.1 測量環(huán)境
        6.1.2 實(shí)物及版圖照片
    6.2 發(fā)射鏈路測試
        6.2.1 發(fā)射機(jī)輸出功率范圍測試
        6.2.2 發(fā)射機(jī)雜散抑制測試
        6.2.3 發(fā)射機(jī)其它指標(biāo)測試
    6.3 接收鏈路指標(biāo)測量
        6.3.1 接收機(jī)動態(tài)范圍和增益測試
        6.3.2 接收機(jī)噪聲性能測試
    6.4 電流監(jiān)測功能測試
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)

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本文編號：2848147