论文部分内容阅读
随着接收机向更高频段方向发展,对接收机性能要求越来越高,而接收机性能的提升主要取决于接收机前端关键部件,本文以某Ku波段卫星通信接收机为相关背景,重点研究Ku波段接收机前端关键部件:Ku波段低噪声放大器、Ku波段带通滤波器和中频滤波器。低噪声放大器作为接收机前级,其噪声系数和增益对接收机灵敏度的影响最为关键。本文基于QPA2735芯片设计了一款高增益且噪声低的Ku波段低噪声放大器,设计过程包括芯片选型、稳定性分析、匹配电路设计和原理图与版图联合仿真等,并对其进行加工和测试。实测增益为18.6dB±0.2dB,输入反射系数小于-15.2dB,输出反射系数小于-10dB,噪声系数为1.94dB,P1dB压缩点为17.17dBm。Ku波段带通滤波器作为接收机前端关键部件之一,为提升接收机性能,本文设计了四款不同的带通滤波器。第一个是基于等效电路模型参数提取的计算机辅助调试方法设计的波导空腔滤波器,其仿真带宽为300MHz,带内反射系数小于-20dB,上下阻带的信号抑制优于61.7dB。第二个是为实现滤波器小型化,在谐振腔中非对称加载金属脊产生电容效应以缩短滤波器长度,并采用可有效缩短研发周期的倍数阶跃方法研制非对称金属脊波导滤波器,实测带宽为300MHz,带内反射系数小于-11.57dB,插入损耗为2.26dB,上下阻带的带外抑制均优于75dB。第三个是为改善第二个滤波器的插入损耗,采用沿E面分半加工方案和对称加载金属脊方式对第二个滤波器结构进行改进,基于此设计对称金属脊波导滤波器,实测带宽为300MHz,插入损耗为0.9dB。第四个是为了实现滤波器平面化和集成化,采用SIW技术和倍数阶跃方法研制SIW滤波器,其实测带宽为280MHz,带内反射系数小于-15.5dB,插入损耗约为9.9dB,上下阻带的带外抑制优于64.2dB。中频滤波器作为接收机关键部件,可有效滤除中频输出信号的带外信号,本文研究了基于平面折叠的多曲折C型开口谐振结构的12阶中频滤波器,实测带宽为320MHz,带内反射系数小于-14.3dB,插入损耗为3.56dB,对中心频率1.4GHz±250MHz以外的信号抑制优于64.8dB。综上,本文研究的三个关键部件均满足指标要求,可应用Ku波段卫星接收机系统中。