發(fā)布時間：2020-11-20 17:40

　　 隨著無線通信技術的發(fā)展,通信中對其所傳輸信號的要求日益增高,天線技術也隨之不斷優(yōu)化革新。相控陣天線具有波束靈活性、自適應模式的優(yōu)點,并能同時監(jiān)視跟蹤目標,以上特性使其在雷達方面得到了廣泛應用。其中有源相控陣因為損耗小、穩(wěn)定性高等特點使其相對于無源相控陣有著更大的優(yōu)勢與發(fā)展前景。而整個有源相控陣研究的關鍵便是收發(fā)組件中的移相電路的設計。因此,本文基于本振移相技術提出并設計了一種工作頻率為11.7-12.75GHz衛(wèi)星頻段的16通道有源相控陣接收組件。通過對比分析各種應用于相控陣的移相技術,本文設計了一種將數(shù)字頻率合成技術(DDS)和鎖相環(huán)(PLL)相結合的本振移相方案。這種方案能夠產生高相位分辨率、低雜散的本振信號,從而進行相位控制。首先對相控陣接收組件中低噪放、濾波器等各電路模塊設計,設計中采用NXP公司的TFF1014芯片實現(xiàn)PLL和混頻的功能,這種設計方法極大程度簡化了電路,縮小了接收板的面積,有利于小型化及電路集成。此外,在接收板中采用4片AD9959芯片提供DDS輸出信號,為了保證16通道本振信號的同步,在電路中添加了異或門電路,利用異或門電路和AD9959芯片內部的手動同步模式相結合的方式完成對DDS芯片的同步操作。最后,對基于以上設計方案的有源相控陣實際電路接收組件進行了實現(xiàn)和測試校準。測試結果表明該系統(tǒng)在1.1-2.15GHz的所需中頻頻帶內具有良好的頻譜特性。通道增益超過40dB,并且各通道增益差值小于4dB。在設計過程中,本文還提出了一種新的校準方法,該校準方法基于最小二乘法的思想,充分考慮到輸出信號中所夾雜噪聲的影響,利用該校準方案,對16通道接收板進行了準確高效的相位校準,使得各通道初始相位保持一致。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN958.92
【部分圖文】：

第二章 相控陣天線接收組件其他芯片均作為待同步的從芯片。此時配置的主芯片能夠在 SYNC_OUT為四分之一系統(tǒng)時鐘頻率并且脈沖寬度與一個系統(tǒng)時鐘相等的脈沖，將該片的 SYNC_IN 管腳，從芯片在自動同步模式時會將 SYNC_IN 管腳輸入內部四分頻信號進行比較。若信號相位與主設備不同，從芯片內部會自動時鐘周期，實現(xiàn)其系統(tǒng)時鐘四分頻信號的 90°移相，直至從芯片和主芯片9959 的芯片數(shù)據(jù)手冊提供出如圖 2-6 所示的利用 AD9510 芯片進行同步的路中，利用 AD9510 為不同的 AD9959 芯片提供相同的輸入時鐘頻率，同輸出的 SYNC_OUT 信號利用 AD9510 精密延時，同相的分配給不同從_IN 管腳。由于 AD9510 芯片所能提供的精密延時通道數(shù)目較少，從芯片制。

圖 2-7 利用異或門實現(xiàn) DDS 芯片同步電路2-7 所示，本文提出的本振移相的有源相控陣接收組件共使用了 4三片異或門芯片進行同步。同步過程中，兩兩信號對比，在對兩時，要求將這兩個芯片的 SYNC_CLK 管腳等長布線至異或門的對信號同步帶來的影響。時鐘信號經異或門比較后將輸出電壓發(fā)化為數(shù)字信號。若兩輸入信號同相，則經過異或門比較后，輸出輸入信號存在相位差，則異或門輸出高電平。利用單片機循環(huán)判信號為高電平，則利用手動軟件同步，向 I/O_UPDATE 管腳發(fā)K 完成 90°的相移，直至異或門輸出的比較信號為低電平時，芯片方式，4 片 DDS 芯片兩兩同步，直至所有異或門輸出電壓為低。方案的相位分辨率中采用的AD9959芯片是相位分辨率位數(shù)M為14位的DDS芯片， PLL 是利用 25MHz 輸入參考頻率設計輸出 10.6GHz 的本振信號0.6GHz 和 25MHz 的比值。若直接利用 DDS 輸出 25MHz 的參考噪聲的惡化后整機相位分辨率理論值為：

MGF4941噪聲、增益與偏置電流的關系
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本文編號：2891767