S波段下变频链路研究

论文摘要

随着无线通信系统的不断发展,应用于各种射频频段的通信设备层出不穷。在射频接收机中起主要作用的下变频链路也成为国内外无线通信领域的研究重点和难点。由于S波段电磁波本身的特殊性,而使得基于S波段的各种通信设备也有了越来越多的应用,并因此而对相应通信设备的设计提出了新的要求。本文基于相应的项目指标,并在深入研究接收机结构设计的理论基础上,结合本项目实际,给出了适合本设计的接收机结构,随后在对2.0~2.4GHz频段的接收机下变频链路中的各主要模块进行了深入研究的基础上,针对性地设计出了下变频链路的部分主要模块。通过分析下变频系统整体对各个模块所分配的指标要求,进行了器件选型。最后以此为基础搭建出了整个下变频系统链路。由于低噪声放大器(LNA)处于下变频链路中的第一级,因此它对整个下变频链路系统的噪声影响很大。为此,应用ATF54143设计出了适合于本设计工作带宽的低噪声放大器。从而大大减小了系统整体的噪声系数。同时,应用IE3D软件,针对本下变频链路的工作带宽设计出了相应的微带预选择滤波器和高中频滤波器,而对于低中频滤波器则用ADS软件设计出了相应适合的模块。对于增益调节,本设计通过设置不同类型的衰减器来进行系统整体增益的调节。其中,数控衰减器用来对系统整体增益进行设定量值的衰减;π型电阻衰减网络则可在调节电路匹配的同时适当选择衰减。最后在完成整体电路的设计与制作之后对系统整体进行了测试和电路调节,结果满足设计指标要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 接收机下变频理论
• 2.1 前言
• 2.2 接收机的灵敏度
• 2.3 接收机的噪声系数
• 2.4 接收机的线性度和失真
• 2.5 接收机的动态范围
• 2.6 接收机下变频链路结构
• 2.6.1 超外差结构接收机
• 2.6.2 零中频结构接收机
• 2.6.3 低中频结构接收机
• 第三章 接收机系统整体方案分析与选择
• 3.1 系统整体指标要求与分析
• 3.2 接收机的方案确定与指标分配
• 第四章 系统的设计与实现
• 4.1 滤波模块的设计与实现
• 4.1.1 滤波器的设计理论
• 4.1.1.1 滤波器的指标参数
• 4.1.1.2 低通滤波器原型
• 4.1.2 预选择滤波器的设计与实现
• 4.1.3 高中频滤波器的设计与实现
• 4.1.4 低中频滤波器的设计与实现
• 4.2 放大模块的设计与实现
• 4.2.1 低噪放的设计理论
• 4.2.1.1 放大器的 S 参数
• 4.2.1.2 放大器的稳定性
• 4.2.1.3 放大器的噪声系数
• 4.2.1.4 放大器的功率增益
• 4.2.2 RF 放大模块的设计与实现
• 4.2.2.1 低噪放的直流偏置电路
• 4.2.2.2 低噪放的稳定性分析
• 4.2.2.3 低噪放的匹配电路
• 4.2.2.4 增益补偿的设计
• 4.2.3 高中频放大模块的设计与实现
• 4.2.4 低中频放大模块的设计与实现
• 4.3 混频模块的设计与实现
• 4.3.1 混频器原理
• 4.3.1.1 混频器性能参数
• 4.3.2 射频混频模块的实现
• 4.3.3 中频混频模块的实现
• 第五章 测试与分析
• 5.1 低噪声放大器的测试
• 5.2 滤波器的测试
• 5.3 RF 模块的测试
• 5.4 IF 模块的测试
• 5.5 系统整体调试测试
• 5.5.1 系统整体增益和1dB 压缩点的测试
• 5.5.2 系统整体噪声系数的测试
• 5.5.3 系统三阶互调点的测试
• 5.5.4 镜像抑制特性和杂散抑制特性的测试
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得研究成果