LTCC雷达接收机前端设计与实现

论文摘要

本文设计并实现了以低温共烧陶瓷(LTCC)作为电路基板的雷达接收机前端组件。论文分别从总体方案的选择、无源电路设计和实现、有源电路设计和实现三个方面详细阐述了接收机前端的设计和实现过程。1.本文选用了超外差式两路正交输出的接收前端设计方案,分配电路各组件的技术指标,选取器件,并对整个接收前端进行了系统级仿真,仿真结果为:增益42.53dB,开关通断比86dB,噪声系数1.9dB,仿真结果满足预期要求。2.本文重点研究了LTCC无源电路的设计方法,提出并实现了一种新颖的LTCC多层微波带通滤波器,该滤波器采用λ/4型阶跃阻抗谐振器(SIR)作为谐振单元,以紧凑的旋转对称结构置于多层基板上,极大地减小了体积并提高了谐波抑制能力。功分器和3dB90°移相耦合器等微波无源电路也都设计成三维多层结构,有效增加了电路的集成度。应用三维电磁场仿真软件HFSS对各无源电路结构进行了仿真和误差分析,按照LTCC电路的设计规范分别设计出样品,并对其进行测试,几种无源器件样品的试验测试结果与仿真结果基本吻合。3.有源电路方面,木文设计和实现了微波限幅器、放大器、微波开关、正交I、Q调制器和中频放大器等功能电路。本文最后对整个接收前端组件进行了装配与测试,实验测试结果为:两通道增益分别为38.33dB、36.18dB,两通道开关通断比分别为77.5dB、76.8dB,噪声系数,测试结果满足设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及其意义
• 1.2 国内外动态
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 LTCC基板技术
• 2.1 LTCC概念和特点
• 2.2 LTCC基板的工艺流程
• 2.3 LTCC电路设计仿真工具
• 第三章 LTCC雷达接收机前端组件方案设计
• 3.1 接收前端概述
• 3.2 接收前端方案选择
• 3.3 接收前端的总体设计
• 3.3.1 接收前端的系统指标
• 3.3.2 主要技术指标分析
• 3.3.3 接收前端的组成
• 3.3.4 接收前端器件选择和指标预估
• 3.3.5 接收前端系统级仿真
• 第四章 基于LTCC接收机前端无源电路的设计与实现
• 4.1 LTCC多层带通滤波器的设计与实现
• 4.1.1 滤波器方案选择
• 4.1.2 λ/4 SIR谐振器的结构及原理
• 4.1.3 多层带通滤波器的仿真设计
• 4.1.4 多层带通滤波器的误差分析
• 4.1.5 滤波器测试及结果分析
• 4.2 LTCC多层功分器的设计与实现
• 4.2.1 功分器方案选择
• 4.2.2 Wilkinson功分器原理
• 4.2.3 功分器的仿真设计
• 4.2.4 功分器的误差分析
• 4.2.5 功分器测试及结果分析
• 4.3 3dB 90°移相耦合器的设计与实现
• 4.3.1 耦合器方案选择
• 4.3.2 定向耦合器工作原理
• 4.3.3 3dB 90°移相耦合器的仿真设计
• 4.3.4 3dB 90°移相耦合器的误差分析
• 4.3.5 耦合器测试及结果分析
• 4.4 中频低通滤波器设计与实现
• 第五章 基于LTCC接收机前端有源电路的设计与实现
• 5.1 限幅器设计
• 5.2 放大器设计
• 5.3 微波开关设计
• 第六章 LTCC雷达接收机前端组件的实现
• 6.1 接收前端电路布局
• 6.2 接收前端电磁兼容分析
• 6.2.1 开关通断比的仿真分析
• 6.2.2 主要无源器件的电磁兼容分析
• 6.3 接收机前端测试及结果分析
• 第七章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 研究生期间发表论文情况