毫米波高灵敏度接收机设计

论文摘要

现代微波频谱资源的日益拥挤,以及光和红外系统在穿透烟尘、云雾等恶劣环境和夜间工作的局限性,促使了人们对毫米波频段的研究。此外,毫米波本身许多关键技术的突破,也极大地促进了毫米波系统在军事、民用领域的发展。毫米波接收技术也随之得到了快速发展。本文针对某实际科研项目的要求,完成了毫米波高灵敏度接收机的设计。该接收机采用了典型的二次下变频结构,把W波段的高频信号下变频到窄带中频信号,并利用频综完成对4GHz输入带宽信号的频率扫描任务。为满足系统高灵敏度要求,采用基于二次扫频结构的信道化接收机作为系统的中频接收方案,利用粗扫与细扫相结合的方法,把200MHz的瞬时带宽通过中频接收机细化到10KHz的中频输出带宽。对于中频接收机的输出,通过门限检测来判定哪一路信道有输出信号,从而实现测频的目的。中频接收机是实现本系统高灵敏度性能的关键部分,本文对于中频接收机的关键器件——频率合成器的实现作了详细地探讨,并完成了硬件电路的设计。频率合成器的设计采用了DDS直接激励PLL的频率合成方案,利用CPLD作为控制器件,并通过软件对ADF4360-7的输出进行了仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景及目的
• 1.3 国内外研究状况
• 1.4 论文的内容安排
• 2 接收机理论与指标
• 2.1 接收机的基本工作原理
• 2.2 接收机的性能指标
• 2.2.1 系统的噪声
• 2.2.2 接收机灵敏度
• 2.2.3 接收机动态范围
• 2.2.4 增益、动态范围和灵敏度的关系
• 2.3 接收机方案
• 2.4 小结
• 3 系统设计方案
• 3.1 系统指标要求
• 3.2 系统方案选择
• 3.2.1 接收前端的方案
• 3.2.2 中频接收机的方案
• 3.3 系统设计
• 3.4 系统关键指标分析
• 3.4.1 系统噪声系数
• 3.4.2 灵敏度分析
• 3.4.3 增益及动态范围
• 3.4.4 测频误差分析
• 3.4.5 搜索时间
• 3.5 小结
• 4 频率合成技术
• 4.1 频率合成器的指标
• 4.2 频率合成基本方法
• 4.2.1 直接频率合成技术
• 4.2.2 锁相频率合成技术
• 4.2.3 直接数字频率合成技术
• 4.2.4 基于DDS+PLL的合成技术
• 4.3 小结
• 5 基于CPLD控制的 DDS激励 PLL的频率合成器设计
• 5.1 频率合成器的指标
• 5.2 方案选择
• 5.3 器件选择
• 5.3.1 DDS芯片的选择
• 5.3.2 锁相芯片的选择
• 5.3.3 控制芯片的选择
• 5.4 系统电路的设计
• 5.4.1 电源模块设计
• 5.4.2 DDS电路的设计
• 5.4.3 滤波器设计
• 5.4.4 锁相环路的电路设计
• 5.4.5 放大电路的设计
• 5.4.6 控制电路的设计
• 5.5 小结
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献