毫米波衛(wèi)星接收機收發(fā)射頻電路設計.pdf

1、由于頻譜資源的日益緊張，當前對通信、雷達制導、電子對抗以及遙感遙測等領域電子系統(tǒng)的研究已經深入至毫米波甚至更高的頻段。而且，隨著科技的進步，人們對毫米波系統(tǒng)的性能要求愈來愈高。就毫米波通信系統(tǒng)而言，為了得到較高的通信質量，一般要求系統(tǒng)的本振頻率源具有極高的頻率穩(wěn)定度和頻譜純度。另外，在某些特定的環(huán)境中，還要求系統(tǒng)能做到小型化。本課題即是基于這個方向，研制出了一種用于衛(wèi)星通信的低相位噪聲，低雜散毫米波收發(fā)前端系統(tǒng)。 對于毫米波頻段

2、的接收、發(fā)射系統(tǒng)，本振頻率源始終是系統(tǒng)中的技術難點之一，它對整個系統(tǒng)的性能好壞具有直接的影響,所以一般采用頻率合成技術來實現(xiàn)。對直接式頻率合成方法，由于輸出的諧波和寄生頻率分量難以抑制而較少采用；廣泛采用的直接數(shù)字式頻率合成方法，卻面臨輸出頻率上限難以提高和輸出雜散的難以抑制兩個難題。因此，對于微波、毫米波頻段的頻率合成器主要還是采用間接鎖相合成的方法，并基于專用集成芯片來設計。 本文根據(jù)課題提出的要求，在對當前常用的接收和發(fā)射

3、方案進行了深入的研究之后，完成了對收發(fā)前端系統(tǒng)的方案設計，然后通過設計并實現(xiàn)發(fā)射模塊的本振頻率合成源系統(tǒng)，來驗證了方案的可行性。 在對相關理論做了詳細分析的基礎上，我們采用了一種新穎的單本振二次變頻方案來做為發(fā)射模塊的實現(xiàn)方案。該方案采用單本振源來實現(xiàn)二次變頻，在保留傳統(tǒng)二次變頻方案優(yōu)點的同時，大大降低了本振的實現(xiàn)難度，且更具靈活性。方案中，發(fā)射模塊的兩級本振信號通過對一鎖相頻率源進行倍頻來得到。由于系統(tǒng)對相位噪聲指標的要求非常

4、高，所以該鎖相頻率源的實現(xiàn)成為了課題的難點。在設計過程中，我們分析了鎖相環(huán)路的噪聲模型，并對各單元模塊進行了精心的器件挑選、設計和仿真，經過反復的調試最終使系統(tǒng)的具有優(yōu)良的相位噪聲指標，并取得了理想的測試結果。 經過實際測試，發(fā)射機系統(tǒng)可將頻率為0.95～1.45GHz的已調信號變頻至毫米波頻段進行發(fā)射，輸出信號的相位噪聲指標優(yōu)于．81dBc/Hz@1kHz、-88dBc/Hz@10kHz、-103dBc/Hz@100kHz、-