微波开关放大检波器的设计与研究

论文摘要

微波、毫米波以其独特的优点在电子系统中能得到广泛的应用,并能产生特殊的效能。但是,目前毫米波放大及检波仍是制约微波在系统中应用的关键性问题。因此,设计体积小、重量轻、可靠性高的毫米波固体器件成为当今毫米波领域研究的重点和主要发展方向。微波开关放大检波器的设计是以微波、毫米波理论为基础,结合协议要求进行设计。利用MMIC单片放大器及检波器等有源器件实现信号放大及检波功能,再应用无源电路来对某些不能满足课题内容的参数进行修正,即用微带滤波器、隔离器对放大器的带外杂波进行抑制,从而来满足微波开关放大检波器的各个指标。本课题中最终实现的主要技术指标为——频率范围:34.0GHz～36.0GHz,增益:55～60dB,杂波抑制度:≥20dBc（<33.1GHz & >37.5GHz）,噪声:≤5dB,隔离度:≥30dB,频响:±0.75dB。本论文包括波导-微带过渡的研究、微波带通滤波器的设计与实现、毫米波低噪声放大部分的级联与设计、检波器的选用和器件的整体装配等几部分。论文首先介绍了34.0GHz～36.0GHz波段波导—微带探针过渡。该设计具有插入损耗小的特性。其次本文对微波带通滤波器设计方法进行了研究,课题中使用的微波带通滤波器在34.0GHz～36.0GHz频段实现了5dB以内的插损量。并且在34.0GHz～36.0GHz频段使用MMIC放大器级联来实现信号的放大,放大后的输出信号接入毫米波检波器。论文在最后对系统的整体装配技术进行相应论述,并对开关放大模块进行测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 毫米波及其特点
• §1-2 检波器的简介
• 1-2-1 检波器的应用
• 1-2-2 检波器的分类
• §1-3 国内外的发展状况
• §1-4 本课题研究的意义
• §1-5 本论文的课题来源及主要内容
• 1-5-1 本论文的课题来源
• 1-5-2 本论文的主要工作
• 第二章 检波器理论及系统设计方案的确定
• §2-1 检波器的基本理论
• 2-1-1 检波二极管
• 2-1-2 检波器主要技术指标
• §2-2 系统的技术参数
• §2-3 课题的重点和难点
• §2-4 课题方案设计
• 第三章 波导-微带过渡的设计
• §3-1 传输线的基本理论
• 3-1-1 微带线结构形式
• 3-1-2 微带线特性阻抗
• 3-1-3 微带线的损耗
• §3-2 波导－微带探针过渡
• 3-2-1 结构形式
• 3-2-2 设计与仿真
• 3-2-3 测试结果
• 第四章 微波带通滤波器的设计
• §4-1 微波滤波器描述
• §4-2 微波带通滤波器的设计
• 4-2-1 集中参数低通原型滤波器
• 4-2-2 微带滤波器之间的关系
• 4-2-3 按低通原型设计窄带微带带通滤波器
• §4-3 微波带通滤波器的计算机仿真和优化
• §4-4 微波带通滤波器的制作与测试
• 第五章 低噪声功率放大电路的设计
• §5-1 毫米波低噪声功率放大电路的研究
• 5-1-1 低噪声功率放大电路设计的主要指标
• 5-1-2 输入输出匹配电路的作用
• 5-1-3 多级放大器的噪声分配
• §5-2 MMIC 功放电路的设计
• 5-2-1 输入输出匹配电路的影响
• 5-2-2 直流偏置电路的设计
• 5-2-3 MMIC 功放电路的保护措施
• §5-3 MMIC 低噪声放大器芯片描述
• §5-4 功率放大部分的制作
• 第六章 系统的装配与开关放大模块的测试
• §6-1 系统的装配
• §6-2 开关放大模块的测试
• 第七章 总结和展望
• §7-1 本文总结
• §7-2 展望
• 参考文献
• 致谢