C波段接收机天线及射频前端研究

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微波传输技术是在微波频段借助视距传播来实现信息传输的一种无线传输方式,由于其独特的传播特性而得到了广泛的应用。微波接收机是微波传输的重要组成部分,其中接收天线和射频前端对接收机灵敏度、噪声系数、抗干扰以及稳定度等性能起着决定性的作用。因此,对接收机天线及射频前端的研究有着重要的实际意义。本文对 C波段微波接收机的基本结构及主要技术指标进行了介绍,论述了可切换圆极化喇叭天线、下变频器和本振源的实现原理和设计方法,分析了各个模块对接收机性能的影响,分别详细阐述了其设计过程和工程实现,并总结了研制经验。  研究设计了高性能可切换圆极化喇叭天线。首先阐述了可切换圆极化喇叭天线的总体设计思路和结构组成。然后介绍了三个分立部件的研制过程,进行了参数扫描和性能仿真。最后完成天线的整体优化和性能测试。结果表明天线的工作频段为3.88GHz~5.12GHz,阻抗带宽为1.24GHz,天线增益超过13.3dB,左右旋圆极化性能优异。该天线由于其高增益、高效率、高功率承载能力和可切换圆极化性能,可以有效提升接收机的效率和频谱利用率,提高通信质量。  采用至上而下的模块化设计方法研制了一款C波段下变频器。首先进行下变频器的系统搭建和分立器件的指标分配。然后完成分立模块的原理设计、仿真优化和功能实现。最后实现系统集成和调试封装。该下变频器主要包括低噪声放大器、镜像抑制微带滤波器和混频器等元器件,体积小且便于集成,其射频输入为4.65±0.25GHz,中频输出为1.3±0.25 GHz,测试噪声系数为4dB,增益为1dB,镜像频率和杂散信号抑制性能良好,各项指标满足微波接收机通信要求。  研究设计了高稳定度的锁相环本振源。首先进行原理设计,并完成电路总体设计和和器件选择,主要包括锁相芯片、VCO芯片和晶体振荡器。然后进行指标预估并借助于ADIsimPLL软件进行相位噪声仿真。最后进行系统集成和调试封装。测试结果表明,本振源性能良好,频率稳定度和相位噪声等指标满足接收机系统要求。
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