【摘要】：近年來全球氣候變暖導(dǎo)致惡劣天氣頻發(fā),實(shí)時(shí)天氣預(yù)報(bào)以及人工影響天氣對(duì)預(yù)防災(zāi)害有極大幫助。傳統(tǒng)的探測(cè)手段主要以探空氣球?yàn)橹?然而這種方式又會(huì)受制于空間范圍和使用時(shí)間等諸多因素。地基微波輻射計(jì)是觀測(cè)對(duì)流層大氣水汽、溫度和云等大氣參數(shù)的新型設(shè)備,不但可以填補(bǔ)傳統(tǒng)大氣探測(cè)資料的遺漏,摒棄常規(guī)大氣探測(cè)在應(yīng)用中表現(xiàn)出的多種局限性,而且還能夠得到大氣結(jié)構(gòu)等方面有價(jià)值的氣象資料,是大氣探測(cè)的重要儀器。因此,本文選擇對(duì)K(22GHz~32GHz)波段輻射計(jì)前端的關(guān)鍵器件——SPST開關(guān)、分路器、檢波器進(jìn)行研究。本文先對(duì)全功率輻射計(jì)進(jìn)行理論研究,結(jié)合項(xiàng)目要求提出多通道并行方案,并對(duì)方案的實(shí)用性和優(yōu)劣進(jìn)行了討論。在完成方案的基礎(chǔ)上對(duì)各模塊進(jìn)行指標(biāo)確定,最終對(duì)方案中的關(guān)鍵器件進(jìn)行研究。定標(biāo)是輻射計(jì)進(jìn)行精確測(cè)量的必要環(huán)節(jié)。本次方案內(nèi)部集成定標(biāo),通過SPST開關(guān)控制定標(biāo)噪聲源的注入,其中SPST開關(guān)是在提取PIN二極管參數(shù)后進(jìn)行寬帶匹配設(shè)計(jì)。實(shí)測(cè)結(jié)果表明SPST開關(guān)在21GHz~33GHz頻段內(nèi)插損小于0.5dB,隔離度大于25dB。本文設(shè)計(jì)了波導(dǎo)到同軸的過渡來實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵器件的測(cè)試。兩過渡背靠背對(duì)接測(cè)試結(jié)果表明在20GHz~34GHz內(nèi)插損小于0.5dB,反射損耗大于18dB。因此,此同軸波導(dǎo)過渡可以用于測(cè)試開關(guān)和分路器。本論文多通道并行結(jié)構(gòu)采用分路器來實(shí)現(xiàn)。采用6個(gè)分路器組合成1分7的分路器來降低設(shè)計(jì)的工程難度。文中采用帶通濾波器和低通濾波器來解決寬頻帶分路器的難點(diǎn)。最終測(cè)試分路器在低頻段插損0.9dB,高頻段插損1.6dB。本輻射計(jì)的并行結(jié)構(gòu)使得每個(gè)通道都單獨(dú)檢波。由于無法確定檢波二極管的準(zhǔn)確參數(shù),故先設(shè)計(jì)一版然后提取二極管在K波段的參數(shù)再進(jìn)行精確設(shè)計(jì)。為了使檢波器性能最佳,本次設(shè)計(jì)分兩個(gè)頻段進(jìn)行,前4個(gè)通道共用一種檢波,后3個(gè)通道共用另一種檢波。測(cè)試結(jié)果顯示兩類檢波器在所在頻段內(nèi)電壓靈敏度大于10000mV/mW,在1.2kHz視頻帶寬下切線靈敏度約-60dBm。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P407.7

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本文編號(hào)：2643891