8mm波段频综源与接收机前端的设计电子与通信工程专业论文.docxVIP

硕士学位论文 硕士学位论文 gram波段频综源与接收机前端的设计 目 录 摘jliE ．．I Abstract II 1 ji；ll；。{i《≥ l 1．1课题的研究背景与意义 ～1 1．2国内外研究动态 ， ．1 1．3本课题的研究内容和主要工作安排 ．．2 2频率合成技术 4 2．1相位噪声概述 4 2．2锁相环基本原理 一5 2．2．1锁相环的技术指标 ．7 2．2．2锁相环工作的定性分析 7 2．3鉴频鉴相器 ．．9 2．4电荷泵 ．．10 2．5环路滤波器 12 2．5．1环路滤波器阶数 ．．12 2．5．2环路滤波器阻抗和开环增益 ．．12 2．5．3环路滤波器的时间常数 一13 2．5．4环路滤波器的电容值 ．．13 2．5．5无源环路滤波器 14 2．5．6有源环路滤波器 一15 2．6压控振荡器 16 2．7小数分频器 18 2．8本章小结 ．19 3毫米波电路基本理论 20 3．1倍频基本原理 20 3．1．1倍频器的基本电路结构 ．．21 3．1。2倍频器的种类 一21 3．1．3倍频器主要技术指标 一22 3．2 pHEMT晶体管的基本特性 22 3．3 FET倍频原理 ．24 3。4混频器基本原理 26 3．5混频器主要技术指标 27 IIl 万方数据 目录 目录 硕士学位论文 3。5。1变频损耗 27 3．5．2噪声系数 ．．27 3．5．3隔离度 一28 3．5．4输入驻波比 29 3．5．5动态范围 一29 3．6无源双平衡混频器原理 29 3。7本章小结 3 1 4 8ram波段频综源的设计 ．32 4．1设计方案 32 4．2 X波段频综源的设计 ．32 4．2．1主要技术指标 一32 4．2．2 PLL芯片的选择 32 4．2．3单片机的选择 ．．33 4．2．4 PLL部分电路设计 一： 34 4．2．5环路滤波器的设计 ．．36 4．2．6测试与分析 。39 4．3毫米波四倍频器的设计 40 4．3．1主要技术指标 40 4．3．2单片的选择 ．．40 4．3．3直流偏置电路的设计 。4l 4．3．4测试与分析 。42 4．4本章小结 。43 5 8mm波段接收机前端系统的设计 ．44 5．1接收机前端组件 44 5．1．1主要技术指标 44 5．1．2设计方案 一44 5．1．3低噪放电路 ～47 5．1．4同轴探针型过渡 ～48 5．1．5中频滤波以及放大电路 ．．50 5．2 8mm波段接收机前端系统测试及结果分析 52 5．3本章小结 ．．54 6总结与展望 ．56 致 谢 。57 善．烤文献 58 1v 万方数据 硕士学位论文 硕士学位论文 8姗波段频综源与接收机前端的设计 1绪论 1．1课题的研究背景与意义 为了适应现代通信系统对信道容量日益增大的要求，毫米波频段的运用也越来越受 到重视。尤其是在雷达、通信、导弹制导和电子战系统中，毫米波技术己得到广泛的运 用。毫米波是指波长介于1．10mm的一段电磁频谱，其对应的频率范围是30．300GHz。 但在实际应用中也不完全按照这个标准划分，我们常常把26GHz甚至18GHz来作为毫 米波的低端。从频谱的分布来看，毫米波低端与微波相连，高端和红外、光波相连。因 此，毫米波是一门兼容微波、光波这两种理论技术的学科，也必然与信息科学、微电子 技术和大气物理学等领域互相促进，共同发展【lj。 毫米波能量在大气中传播时会与气体、悬浮微粒、含水物质产生相互作用，这些相 互作用是由于大气的吸收、散射和折射而产生的，大气中这些物质的谐振将对毫米波频 率产生选择性吸收和散射，这使毫米波信号在大气中衰减的比微波信号要快。 与微波相比较，毫米波本身具有波长短、频带宽的特点。故毫米波设备体积小、重 量轻、机动性好，这也是现代军事上精确制导武器的发展方向。毫米波更短的波长产生 的窄波束可以使目标在跟踪和识别中获得更高的精度和分辨率。此外，毫米波具有角跟 踪能力和对近距离目标良好的分辨率，以及在目标有哪些信誉好的足球投注网站和地域测绘中具有高角分辨率， 这些特点都更好的促进了毫米波雷达技术的发展与应用。另外，红外和光系统在穿透云 雾、烟尘等恶劣环境以及在夜间工作时都具有局限性，且微波波段频谱已经十分拥挤。 而毫米波能在上述恶劣的环境条件下工作，频带宽，必威体育官网网址性好的优点显露无疑。这也使 毫米波技术无论在军用还是民用通信系统方面具有很好的发展前剽2I。 由于毫米波具有这些优点，使得电子对抗环境面临一种严峻的挑战。这将对毫米波 雷达系统造成巨大的威胁，为了采取有效的对抗措施，做出灵敏的反应，毫米波电子对 抗技术的研究也将会是未来在军事领域的一个发展趋势。 1．2国内外研究动态 在毫米波前端系统的设计中，我们面临的主要问题是系统可靠性和制造成本。研究 初期所使用的分立电路因成本过