X波段射频前端发射电路设计

论文摘要

微波收发机目前已经广泛的应用于通信,电子对抗,导弹制导等领域。由于微波收发机的广泛应用,使它们成为了一个重要的研究领域。在射频前端发射电路的设计中,发射信号的质量好坏是衡量射频发射机性能的最重要指标,而在射频前端发射电路的实现中存在两个技术难点:上变频技术和本振频率源的设计。本文讨论了一X波段的射频前端发射电路的设计过程,根据课题的技术指标要求,结合电路设计中的技术难点,提出了相应的解决方案并最终完成了电路的设计。在对发射机结构做了详细分析的基础上,课题中采用了一种新颖的单本振二次变频方案来作为发射机的实现方案。该方案采用单本振源来实现二次变频,在保留传统二次变频方案优点的同时,大大降低了本振的实现难度,且更具灵活性。方案中,发射机的两级本振信号通过对一锁相频率源进行分频来得到。由于系统对相位噪声指标的要求非常高,所以该锁相频率源的实现成为了课题的难点,它直接关系到上变频后信号质量的好坏,进而影响整个系统的性能,所以一般采用频率合成技术来实现。对直接式频率合成方法,由于输出的谐波和寄生频率分量难以抑制而较少采用;广泛采用的直接数字式频率合成方法,却面临输出频率上限难以提高和输出杂散的难以抑制两个难题。因此,对于微波频段的频率合成器主要还是采用间接锁相合成的方法,并基于专用集成芯片来设计。在设计过程中,我们分析了锁相环路的噪声模型,并对各单元模块进行了精心的器件挑选、设计,经过反复的调试最终使系统的具有优良的相位噪声指标,并取得了理想的测试结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 射频前端的主要工作及难点
• 1.3 论文结构及内容安排
• 第二章 频率合成及变频理论分析
• 2.1 频率合成基本理论
• 2.2 相位噪声分析
• 2.3 锁相环电路基本工作原理
• 2.3.1 锁相环电路的三大组成部分
• 2.3.2 PLL电路结构形式
• 2.3.3 锁相环噪声性能分析
• 2.4 变频理论分析
• 2.4.1 相噪特性
• 2.4.2 杂散（交调）理论
• 2.4.3 IIP3 及相关理论
• 2.4.4 混频器的选择
• 第三章 系统方案设计
• 3.1 主要指标要求
• 3.1.1 频率综合器技术指标
• 3.1.2 本振通道技术指标
• 3.2 系统方案设计
• 3.2.1 频率合成器方案设计及说明
• 3.2.2 本振激励通道方案设计及说明
• 第四章 关键电路设计和实现
• 4.1 PLL1 电路设计
• 4.1.1 方案的选择
• 4.1.2 关键芯片选择
• 4.1.3 电路的设计及调试
• 4.2 PLL2 电路设计
• 4.2.1 方案的选择
• 4.2.2 关键芯片的选择
• 4.2.3 单元电路设计和调试
• 4.3 倍频链电路设计
• 第五章 系统测试结果分析
• 5.1 电路版图的绘制和测试环境
• 5.1.1 电路版图设计
• 5.1.2 测试环境
• 5.2 测试结果
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果