本文關鍵詞：2.45GHz方向回溯天線系統(tǒng)的振蕩器與廣義相位共軛電路

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【摘要】：方向回溯天線以全向狀態(tài)接收來自任意方向的信號,完全由模擬電路朝來波方向回溯信號,具有優(yōu)良的波束自動導向性能,可解決全向性和高增益之間的矛盾,在攜帶能量有限的短距離無線通信中擁有廣闊的發(fā)展前景。在方向回溯相位共軛方案中,要求提供混頻的振蕩器為零初相。但實際振蕩器穩(wěn)定后的初始相位是隨機產(chǎn)生的常數(shù),因此電路研究中的振蕩器均設為理想振蕩器。為解決這個問題,論文引入廣義相位共軛條件,論證了為混頻提供本振信號的振蕩器的初始相位為任一常數(shù),即能滿足方向回溯的要求。據(jù)此確定了應用于短距離2.45GHz通信兩倍頻的4.9GHz微帶振蕩器負阻實現(xiàn)方案,利用微波網(wǎng)絡的S參數(shù)設計了獲得負阻的FET直流偏置、負阻電路、高頻扼流和濾波模塊。在直流偏置FET的柵極加入反饋元件,使有源晶體管處于振蕩狀態(tài),借助Smith圓圖中的穩(wěn)定性判別圓選取合適的負阻值,獲得了以最大振蕩功率為目標的負阻及負載匹配網(wǎng)絡,最后為改善輸出信號的頻譜純度,在振蕩輸出端口添加一個LC帶通濾波器。優(yōu)化后振蕩器的相位噪聲為-112.3d Bc/Hz@100k Hz,-133.6d Bc/Hz@1MHz,二次諧波抑制度-150d Bc,是廣義相位共軛電路可靠的本振源。在將獲得的真實振蕩器替代相位共軛電路理想振蕩器的過程中,調(diào)整優(yōu)化了FET阻性混頻器、2.45 GHz及4.9GHz微帶混合環(huán)、2.45GHz LC帶通濾波器等功能模塊,通過微帶匹配電路與4.9 GHz微帶振蕩器組合成2.45GHz平衡結(jié)構廣義相位共軛電路。對整體電路進行調(diào)諧優(yōu)化后,電路功能的仿真驗證結(jié)果表明,當輸入射頻信號相位為0°、40°、80°、120°、160°時,對應輸出信號相位分別為-132.30°、-171.55°、-210.80°、-250.93°、-291.50°,電路輸入、輸出信號相位間滿足廣義相位共軛條件,平均誤差為0.44°,不僅符合方向回溯要求,且有較高的相位精度。至此,完成了天線系統(tǒng)前端現(xiàn)實的振蕩器及廣義相位共軛電路,進一步推動了方向回溯天線向?qū)嵱没l(fā)展。
【關鍵詞】：方向回溯天線 廣義相位共軛 微帶振蕩器 平衡結(jié)構 負阻 穩(wěn)定性判別圓
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN752;TN820
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 課題研究背景及意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 論文的主要工作9-11
• 第二章 方向回溯相位共軛原理11-19
• 2.1 方向回溯特性11-12
• 2.2 廣義相位共軛條件12-14
• 2.3 方向回溯天線實現(xiàn)方式14-15
• 2.3.1 角反射器14-15
• 2.3.2 Van Atta天線陣15
• 2.3.3 外差混頻技術15
• 2.4 平衡結(jié)構外差混頻相位共軛電路15-18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第三章 振蕩器基本理論19-31
• 3.1 振蕩器原理19-25
• 3.1.1 正反饋振蕩器19-20
• 3.1.2 單端口負阻振蕩器20-23
• 3.1.3 S參數(shù)二端口負阻振蕩器23-25
• 3.2 晶體管的穩(wěn)定性分析25-28
• 3.3 振蕩器主要技術指標28-30
• 3.3.1 相位噪聲28-29
• 3.3.2 其他指標29-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第四章 4.9GHz微帶振蕩器31-52
• 4.1 有源器件的選取31
• 4.2 直流偏置電路31-34
• 4.3 高阻線和扇形微帶線34-36
• 4.4 負阻電路及負載匹配電路36-40
• 4.5 振蕩器電路調(diào)試及仿真40-44
• 4.5.1 瞬態(tài)仿真41-42
• 4.5.2 諧波平衡仿真42-44
• 4.6 濾波電路44-49
• 4.6.1 濾波器主要參數(shù)44-45
• 4.6.2 濾波器的插入損耗設計法45-46
• 4.6.3 4.9GHz帶通濾波器46-49
• 4.7 加入濾波模塊的完整振蕩器電路49-51
• 4.8 本章小結(jié)51-52
• 第五章 2.45GHz平衡結(jié)構廣義相位共軛電路52-67
• 5.1 FET阻性混頻器52-53
• 5.2 180°微帶混合環(huán)53-57
• 5.2.1 2.45GHz微帶混合環(huán)53-55
• 5.2.2 4.9GHz微帶混合環(huán)55-57
• 5.3 2.45GHz帶通濾波器57-59
• 5.4 匹配電路59-62
• 5.5 廣義相位共軛仿真驗證62-66
• 5.5.1 輸出信號相位讀取63-64
• 5.5.2 廣義相位共軛功能檢驗64-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-74
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文和科研情況74

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1 何冬婭;;“6～12GHz衰減標準裝置”技術鑒定會在京召開[J];宇航計測技術;1985年05期

2 ;6～18GHz開關放大器[J];國外電子元器件;2001年01期

3 鄒偉剛;王鑫;肖江南;曹子崢;陳林;余建軍;;基于訓練序列進行系統(tǒng)優(yōu)化的60GHz正交頻分復用-光載無線通信系統(tǒng)[J];中國激光;2011年05期

4 繆e，

本文編號：643365