微波模块幅频响应测试系统关键技术的研究

摘要

本文对微波模块幅频响应测试系统的关键技术展开研究，该测试系统服务于卫星通信地面站发射机，包含S波段频率源和Ka波段检波器等关键部分。主要研究内容包括：
　　⑴设计并测试S波段频率合成器。通过理论分析、设计测试，从直接数字式频率合成器(DDS)与锁相环混频、DDS驱动锁相环等方案中，最终选择DDS驱动内置压控振荡器锁相环芯片的方案。通过对DDS、锁相环、数控衰减与放大器、耦合器、检波器的设计，最终制作一个S波段频率合成器。该频率合成器在S波段相位噪声优于-92.78dBc/Hz@1kHz，杂散小于-60dBc，功率输出范围可达-30～-10dBm。同时，结合自制压控振荡器的测试数据，用MATLAB编程分析锁相环中各部分对频率源相位噪声指标的贡献。
　　⑵设计Ka波段检波器。选择两种砷化镓肖特基二极管DMK2790和MZBD-9161分别进行二极管检波器设计。并根据DMK2790的平面图以及显微镜下估测的物理结构层次，结合电路安装方式，建立了二极管无源部分的三维电磁仿真模型。
　　⑶设计ARM主控板以及PC端测试系统软件。主控芯片采用飞思卡尔公司最新的Cortex-M4内核ARM芯片，并在IAR for ARM平台上进行程序编写。界面设计采用微软公司VC6.0中MFC模块，用C++语言进行编写。该软件包含频率源控制部分、通信部分、检波器幅频响应显示部分。PC通过USB线与ARM主控板通信，可以控制频率源输出的频率与功率，并且读取ARM主控板的回传数据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外发展动态

1．3 论文工作和结构安排

第二章 频率源分析、设计与测试

2．1 频率合成器方案选择

2．1．1 频率合成器常见方案介绍

2．1．2 DDS驱动锁相环方案设计

2．2 锁相环相位噪声分析

2．2．1 自制VCO的设计与测试结果

2．2．2 环路滤波器的设计

2．2．3 相位噪声分析与验证

2．3 S波段宽带频率源的设计与测试

2．3．1 频率源关键电路的研究

2．3．2 频率合成器的测试结果

第三章 检波器分析与设计

3．1 二极管检波原理及主要技术指标

3．1．1 二极管检波器原理

3．1．2 二极管检波器主要指标

3．2 肖特基二极管原理与建模

3．2．1 肖特基二极管原理

3．2．2 肖特基二极管选择与建模

3．3 检波器无源部分的设计

3．3．1 Ka波段波导-微带转换的仿真

3．3．2 低通滤波器的仿真

3．4 Ka波段检波器的整体仿真

3．4．1 用DMK2790设计检波器

3．4．2 用MZBD-9161设计检波器

第四章 微波模块幅频响应测试系统的集成

4．1 测试系统控制主板的设计

4．2 测试系统软件平台的设计

4．3 测试系统的应用与验证

第五章 总结与展望

致谢

参考文献