C波段可重构线性相位接收前端研制

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伴随现代电子通信行业的高速发展,迎面而来的挑战是可用的频谱资源愈发紧缺,因此频谱资源的利用率怎样提升就成为了很重要的研究方向。并且为了能够高质量传输信号需要做到良好的群时延,所以可重构线性相位接收前端具有重要的研究意义。本文的研究目标是研制一款C波段可重构线性相位接收前端,其中接收前端主要包括低噪声放大器以及可重构线性相位滤波器两个核心部件。通过对两个核心器件的分析研究,从而研制出一款能够在中心频率以及带宽可重构过程中保持良好群时延的接收前端。在可重构线性相位滤波器的研究中,本文采用四级联体(cascade quadruplet)结构,并通过源负载交叉耦合的方式引入两对传输零点用于改善群时延以及带外抑制,通过加载变容二极管实现对滤波器的中心频率以及带宽的可调谐,创新性实现了滤波器在良好的群时延情况下的可重构化。本文详细介绍了CQ结构以及源负载引入零点的方法,分析了开口环结构以及改进后的结构,并对其进行相关设计优化仿真,得到一款在60%通带范围内群时延起伏在±0.65ns以内的。在完成线性相位滤波器设计后,对变容二极管进行了分析,后续通过加载变容二极管的方法进行滤波器的可重构化,对其加载方式进行了研究分析。最终研制了一款中心频率调谐范围在10%,带宽调谐范围在58%的可重构线性相位滤波器。该滤波器的回波损耗均优于15d B,插入损耗均低于5d B,并且带外抑制大于20d B。另一款核心器件为低噪声放大器,根据其系统的指标要求,通过选型确定放大器的芯片,并对放大器的相关性能进行仿真验证。在完成电路仿真后进行版图设计加工,最后进行装配测试。经过测试并通过指标要求,从而制出一款增益达到15d B,平坦度为±0.7d B,噪声系数小于1.8d B的低噪声放大器,因此测试数据基本满足设计指标。将低噪声放大器与滤波器进行级联装配,即可得到一款C波段可重构线性相位接收前端。经过测试可以得到其工作频率为4.5-5.08GHz,中心频率调谐范围为10%,带宽调谐范围为58%,且在重构过程中能够在60%的通带范围内群时延起伏小于±0.65ns,1d B压缩点在16.2d Bm,满足设计指标。
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