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小型化宽带S波段上变频系统的研究

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摘要

1 绪论

1.1 微波特点及其应用

1.2 上变频系统概述及国内外发展概况

1.3 论文完成的主要工作

1.4 论文结构

2 上变频系统整体方案设计

2.1 上变频系统技术指标

2.2 整体方案设计

2.3 本振频率的选择

2.4 上变频通道的基本组成

2.4.1 混频器

2.4.2 滤波器

2.4.3 放大器

3 上变频系统中本振的设计原理

3.1 频率合成技术概述

3.2 频率合成器的主要技术指标

3.3 锁相环的基本理论

3.3.1 锁相环路的基本原理

3.3.2 鉴相器

3.3.3 环路滤波器

3.3.4 压控振荡器

3.4 锁相环路的相位噪声性能分析

3.4.1 相位噪声的概念

3.4.2 锁相环的相位噪声模型

3.4.3 锁相环路带宽选择

4 S波段上变频系统模块电路的具体实现

4.1 通道模块的设计

4.1.1 系统指标分配

4.1.2 一次变频电路设计

4.1.3 二次变频电路设计

4.2 本振模块设计

4.2.1 一本振设计

4.2.2 二本振设计

4.3 上变频系统腔体设计

5 测试与分析

5.1 本振测试

5.2 上变频系统整体测试

5.3 调试经验及问题总结

总结

致谢

参考文献

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摘要

在现代微波通信系统中,发射机占有举足轻重的地位,拥有性能优越的上变频器对提高发射机系统的指标起着关键的作用。本文主要研究了一种宽带、低杂散、低相位噪声的S波段上变频系统,实现140±18MHz的信号到2.4-4GHz无失真的频谱搬移。
  本文首先对国内外微波上变频系统的发展概况进行了简要介绍,按照系统指标的要求,对各指标进行详细分析,选取二次变频超外差式的结构来实现上变频系统,并利用Genesys软件对混频器的交调分布进行仿真,综合考虑本振及滤波器实现的难度,选取最佳中频频点,确定整个系统的设计方案。在具体设计过程中,用ADIsimPLL对锁相环进行仿真,确定最佳环路带宽;用ADS进行滤波器仿真,验证方案的可靠性,并使用Protel、Solidworks进行电路原理图、版图和腔体结构的设计,最终研制了小型化宽带S波段上变频系统。
  测试结果:该上变频系统在2.4-4GHz的输出带宽内杂散抑制大于60dBc,带内波动小于4dB,相位噪声低于-80dBc/Hz@10kHz,各性能均满足系统指标要求,论文最后还分析了在实际设计调试中出现的各种问题,并给出了解决方法。

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