C波段卫星通信室外单元收发模块的研制

摘要

卫星通信是现代最重要的通信手段之一，它有通信距离远，宽频带，信息容量大，稳定性好等优点，广泛应用于军事、导航、移动通信等领域。目前使用最广泛，稳定性最好的是C波段的卫星通信网。C波段的上行频率是6GHz，下行频率4GHz。
　　 卫星通信地面站的室外单元(ODU)收发前端电路是整个卫星通信系统的最重要组成部分。它性能直接影响到整个卫星链路通信的质量。本文在详细比较现代不同收发信机体系结构特点的基础上，结合课题指标完成了C波段卫星通信室外单元ODU收发前端电路的设计。所设计的接收机和发射机采用的都是是二次变频方案，共用一组频综单元，具有结构简单，性能优良，成本低，稳定性好等特点。
　　 实验测试结果表明所设计的发射机输出频率范围为5.8GHz～6.6GHz，输出功率(1dB压缩点)为+43dBm(20w)，增益范围58.7～90dB，三阶交调抑制度43dB(1dB压缩点回退6dB状态下)，杂散抑制优于67dBc。接收机工作频率范围3.4～4.2GHz，输出信号频率70MHz±18MHz，增益范围23.6dB～55.3dB，增益步进1dB，接收输出功率1dB压缩点为+15.4dBm，三阶交调抑制度优于54dBc(双载波输出功率0dBm状态下)。该接收机可以对卫星信标进行检波输出，从而可以实现在无频谱仪条件下辅助天线对星的功能，可以检测到的信标功率电平达～85dBm。本课题研究成果——ODU单元现已通过了国家无线电管理委员会的核准认证，并已装配于国内某机场的卫星地面站。
　　 在文章结尾，对当前的电路版本出现的问题进行了分析，并提出一些改进的建议，为后续电路的研制开发提供一些可借鉴的经验。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景

1.2微波收发前端的主要工作和难点

1.3本课题的主要技术指标

1.4论文结构和内容安排

第二章现代发送、接收机结构

2.1微波收发前端的功能概述

2.2超外差式接收机

2.2.1基本结构方案

2.2.2二次变频方案

2.3零中频接收机

2.4镜频抑制接收机

2.4.1 Hartley镜频抑制接收机结构

2.4.2 Weaver镜频抑制接收机结构

2.5发射机体系结构

2.5.1直接变换发射机体系

2.5.2间接调制发射机体系

2.6微波收发信机技术指标分析

2.6.1接收机主要技术指标

2.6.2发射机主要技术指标

第三章锁相环工作原理

3.1锁相环的基本原理

3.2锁相环的主要技术指标分析

3.2.1锁相环的相位噪声来源和提高相噪水平的措施

3.2.2锁相环频率合成器的噪底

3.2.3鉴相杂散

3.2.4小数分频杂散

第四章电路设计与实现

4.1系统结构

4.1.1 ODU单元主要功能和结构

4.1.2收发前端体系结构的选择

4.1.3频综单元的介绍

4.2接收通道的设计

4.2.1接收信道中的滤波器

4.2.2接收信道中的混频器

4.2.3数控衰减器的应用

4.2.4温补衰减器的应用

4.2.5检波电路的设计

4.2.6 LNA电流检测模块

4.3发射通道的设计

第五章系统测试与分析

5.1版图及实物

5.1.1收发模块版图和结构

5.1.2 ODU单元整体实物和其他模块实物

5.2系统测试结果

5.2.1系统主要测试指标参数和测试平台

5.2.2发射模块测试结果

5.2.3接收模块测试结果

5.3改进意见

结论

致谢

参考文献

在学期间的研究成果及个人简历