集成500瓦大功率电路的L波段信号发射装置的设计

论文摘要

频率发生器是无线通信设备中的重要组成部分,其性能的优劣直接影响到通信设备的性能。同时,在对机载频率发生器的工作性能测试中,需要用到能够产生500瓦大功率、高热源的测试电路,将待测频率发生器放在500瓦大功率测试电路旁边,以检测其在热辐射和电磁辐射下的工作性能,并对机载频率发生器的设计进行可行性验证。本文首先对各种频率合成技术及信号完整性进行了综述,紧接着,提出了基于信号返回路径宽度的传输线特性阻抗匹配技术和基于时域有限差分(FDTD)法的不等长有损耗传输线瞬态分析技术,并对其进行了详细阐述。随后,介绍了直接数字频率合成技术(DDS)与锁相环频率合成技术(PLL)的基本原理,并给出了使用DDS激励PLL实现L波段频率发生器和集成500瓦大功率电路的设计方案。在上述工作的基础上,根据系统要求,完成了电路原理图的设计。同时,运用所提出的新技术对系统进行信号完整性分析,并通过对各部分电路布局、布线等方面的优化设计,将L波段信号发生器与500瓦大功率电路集成在一块印刷电路板上,完成了系统印刷电路板的设计。最后,通过使用单片机AT89S52完成了芯片控制字传送、输出频率可调以及温度实时检测的软件调试。经过反复测试,实现了L波段信号变频输出和500瓦大功率电路功率可调的功能,并成功将两者集成于一块印刷电路板上,完成了机载L波段信号发生器的可行性验证。最终,通过项目验收。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 频率合成技术概述
• 1.3 高速电路信号完整性概述
• 1.4 本文的主要工作内容安排
• 第二章 高速电路中阻抗匹配技术的研究
• 2.1 传输线特性阻抗基本理论
• 2.2 信号返回路径对传输线特性阻抗的影响
• 2.2.1 微带线特性阻抗
• 2.2.2 信号返回路径宽度对传输线特性阻抗的影响
• 2.2.3 理论验证
• 2.3 本章小结
• 第三章 高速电路中不等长多导体有损传输线的瞬态分析
• 3.1 传输线瞬态分析概述
• 3.2 时域有限差分（FDTD）算法概述
• 3.2.1 FDTD 的基本原理
• 3.2.2 FDTD 的优点及应用
• 3.3 不等长有损耗传输线瞬态响应的FDTD 算法实现
• 3.4 实验仿真验证
• 3.5 本章小结
• 第四章 L 波段信号发生器设计方案论证
• 4.1 DDS 的基本原理
• 4.2 PLL 的基本原理
• 4.3 设计方案论证
• 4.3.1 环外插入混频器的DDS+PLL 频率合成电路
• 4.3.2 环内插入混频器的DDS+PLL 频率合成电路
• 4.3.3 DDS 激励PLL 的频率合成电路
• 第五章 集成500 瓦大功率电路的L 波段信号发生器设计
• 5.1 DDS 激励PLL 的频率合成电路的设计
• 5.1.1 DDS 芯片选取及其特性
• 5.1.2 PLL 芯片和VCO 芯片的选取及其特性
• 5.1.3 系统电路的设计
• 5.2 500 瓦大功率电路的设计
• 5.3 电路设计中需要考虑的几个问题
• 5.4 L 波段信号发生器测试及结果
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录