Ku波段高性能下變頻模塊研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，微波和毫米波的相關(guān)技術(shù)在軍事及通信等領(lǐng)域有著越來越關(guān)鍵的作用，其中變頻模塊在整個收發(fā)系統(tǒng)中占據(jù)著舉足輕重的地位。因?yàn)樽冾l模塊性能的優(yōu)劣將對整個系統(tǒng)的各項指標(biāo)產(chǎn)生重大的影響。如何在更高的頻段上實(shí)現(xiàn)更寬的相對帶寬，且具有更強(qiáng)的抗干擾能力和更小的能量損耗等也成為了現(xiàn)代微波和毫米波的發(fā)展趨勢和各團(tuán)體間競爭的熱點(diǎn)。
　　本論文的研究內(nèi)容為在Ku波段具有高性能的下變頻模塊。其輸入信號的頻率范圍為14GHz±650MHz，通

2、過下變頻模塊后的輸出信號頻率范圍為1150±650MHz。同現(xiàn)有的相關(guān)頻段變頻模塊相比，本次設(shè)計的模塊所具有的高性能主要表現(xiàn)在帶寬更寬（相對帶寬為113％）、噪聲更小、增益更加平坦且動態(tài)范圍較大。
　　論文以介紹課題來源的背景為引，對變頻模塊的發(fā)展動態(tài)和本次工作的內(nèi)容作了簡單的敘述。然后依據(jù)所介紹的Ku波段下變頻模塊整體要求，規(guī)劃并確定了各個分立器件的具體指標(biāo)參數(shù)。之后在介紹低噪聲放大器、濾波器、混頻器這些分立器件基礎(chǔ)知識的框架之

3、上，依次對各個分立器件的設(shè)計過程進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述，并給出了各個分立器件單獨(dú)測試的結(jié)果。其設(shè)計難點(diǎn)主要在于如何實(shí)現(xiàn)UHF頻段LNA和濾波器的超寬帶及兩個LNA的低噪聲和增益平坦度的要求。設(shè)計超寬帶的UHF頻段LNA時，不僅采用了和Ku波段LNA相同的“十字”結(jié)構(gòu)來匹配輸入端，用以改善輸入端的反射，同時在芯片和輸出端分別添加了負(fù)反饋和幅度均衡器的結(jié)構(gòu)來使其增益平坦度達(dá)到并超過了指標(biāo)的要求；為了實(shí)現(xiàn)帶通濾波器的超寬帶和低插損的要求，采用了

4、高通和低通濾波器的級聯(lián)形式，使整個濾波器不僅滿足了各項指標(biāo)，同時體積也較小。
　　最后對所設(shè)計的Ku波段下變頻模塊依次進(jìn)行了各個分立器件和整體的測試。Ku波段下變頻模塊的整體測試結(jié)果為整個模塊的增益大于20dB，且具有很好的平坦度，其噪聲系數(shù)小于4dB，雙音輸入-40dBm時的輸出三階互調(diào)典型值為27.3dBc，1dB壓縮點(diǎn)約為10.8dBm，鏡像頻率和雜散信號得到了有效地抑制。因此，測試結(jié)果表明各項指標(biāo)都滿足本次設(shè)計Ku波段下變