L波段接收机的设计毕业设计论文Word文件下载.docx
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题
题目
来源
实践
主
要
内
容
对接收机的噪声、动态、增益的性能指标设计
对宽带低噪声放大器、电调衰减器、I&
Q解调电路、零点漂移温补电路以及正交相位补偿网络等单元电路的设计
产品的工艺设计和测试性能依据
整机的设计
基
本
求
1、熟悉噪声、噪声系数、动态、增益、灵敏度、1dB压缩、隔离度、零点漂移等基本概念的理解并阅读相关资料。
2、理解宽带低噪声放大器、电调衰减器、I&
Q解调电路、零点漂移温补电路以及正交相位补偿网络等单元电路的工作原理及特点。
3、由题目得出的主要技术指标设计L波段接收机原理框图。
4、熟练运用工艺技术完成该接收机的整机设计。
参
考
资
料
1、微波集成电路设计》6、《通信电子线路》
2、《现代通信原理》7、《非线性电子线路》
3、《模拟电子基础》8、《毫米波工程基础》
4、《雷达原理》9、《微波工程》
5、《无线通信设备与系统设计大全》10、燕山大学网上图书馆
周次
1—4周
5—8周
9—12周
13—16周
17—18周
应
完
成
的
收集资料，熟悉课题内容，学习相关知识
主要单元硬件电路分析与设计
电路原理框图设计及部件组装
工艺、整机设计及总结
论文书写
课题总结答辩
指导教师：
肖丽萍
系级教单位审批：
摘 要
本文主要介绍了L波段接收机的基本原理及具体电路设计，并对该接收机的关键技术、设计流程、达到的水平和应用前景做了简单介绍。
通过专题研究，成功设计了放大、衰减、开关、混频、功分、鉴相、零度漂移和温度补偿等关键电路，较好的满足了该接收机低噪声、大动态和低零漂的性能要求，同时实现了I&
Q两路基带信号良好的幅相平衡特性。
诸多关键技术的突破，为同类产品的系列化、小型化、高可靠打下了坚实的基础。
同时为同类大动态多通道接收机的设计开发提供了强有力的保障。
达到了很好的经济效益和社会效益。
该接收机的突出特点是：
小体积、高增益、低噪声、大动态、良好的幅相平衡性和高稳定性。
关键词：
接收机；
混频器；
功率分配器；
I&
Q解调器；
电调衰减器
Abstract
Thispaperpresentsthecircuitdesign.keytechnologyandpracticallyforegroundoftheLbandlownoiselargedynamicreceivers.WesuccesstodesigntheamplifierAttenuationswitchmixerpowerdividerdetectorphaseanddevelopedalownoiselargedynamiczerotemperaturedrift，alsohaveperfectamplitudephasebalanceperformanceofI&
Qtwochannelbasebandsignbyspecialresearch.Manyessentialtechnicalbreakthroughs，forthesimilarproduction，theminiaturization，high，havereliablybuiltthesolidfoundation.Meanwhilehasprovidedthepowerfulsafeguardforthesimilargreatlydynamicmulti-channelreceiverdesigndevelopment.Hasachievedtheverygoodeconomicefficiencyandthesocialefficiency.
Theadvantageofthereceiverislow-profilehighreliabilitylownoiselargedynamicandexcellentamplitudephasebalanceperformance.
Keywords：
ReceiverMixerPowerdividerI&
QdemodulatorTheelectricityadjust-attenuator
目 录
第1章 绪论
1.1 课题背景
L波段接收机可广泛应用于军事通信和民用通信中，具有深远的社会意义和极大的研发价值。
现代接收机在设计和实现上越来越趋向高性能、高集成度方向发展。
在高集成度上，现代接收机采用半导体器件工艺飞速发展带来的高性能，高集成度电子器件与芯片，覆盖越来越宽的工作频段，集成度越来越高。
例如世界著名的德国R.S公司最新的宽带通用接收机频段覆盖为10k~3000MHz，具有优异的性能，能实现1Hz的频率分辨率，可程控全频段信号扫描，同时体积小、重量轻、功耗低，集成度非常高，可作为高精度的无线电测试仪器。
在性能上，现代接收机主要是向高线性、大动态范围、高灵敏度、高分辨率等方面发展。
随着现代调制体制的快速发展，且无线频谱的利用率日益加剧，对接收机的线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力、适应性等方面的性能和指标提出了越来越苛刻的要求。
这就要求现代接收机在保证信号检测能力（即极高的灵敏度）的前提下，尽可能的提高接收机的线性度，使信号失真最小、误码率最低，尽可能的展宽接收机的动态范围，使接收机的适应度更大、抗干扰能力更强[1]。
本课题就是基于这些原因对L波段接收机的增益、噪声、动态范围等技术指标进行设计和研究的。
L波段接收机是雷达、通讯等多种整机系统的核心部件之一，尤其在多功能相控阵雷达中应用更为广泛，如MTD、MTI等。
现代雷达系统与传统雷达相比，要求对动目标幅/相信息的综合处理更为精确，灵敏度要求更高，现有的L波段接收机由于普遍存在动态范围小、信噪比差、IQ输出基带信号的幅相平衡性差、零点温漂大等缺点，已不能满足该类整机系统更高的使用要求[2]。
目前，在国内关于这种低噪声、大动态、超低零点温漂的接收机还未见有报道，所以开展这个方面的研究很有必要。
噪声、动态、幅相平衡性和零点温漂等四个方面将是我们设计的重点，同时也是该接收机设计的难点。
为此，我们重点开展了宽带低噪声放大器、电调衰减器、I&
Q解调电路、零点漂移、温补电路以及正交相位补偿网络等单元电路的专题设计。
其中的零漂温补和相位补偿两项技术都是首次运用到该类电路中，这两项技术的引入有效的降低了电路的零点温漂、大大提高了电路的幅相平衡性。
通过该课题的研究，我们突破了该类电路设计中的几个关键技术，为同类系列化产品的设计开发提供了强有力的保障，较好的满足了国家军民两个市场的需求。
本文介绍了一种用于SAR系统的L波段接收机的设计原理和实现方法。
1.2 国内外发展现状
总体来说，无论在军用，还是民用的无线通信中，接收机的设计趋势有了很大变化，可以从以下两个方面来讨论。
第一：
从发展方向考虑
（1）接收机功能的广泛数字实现。
由于现阶段A/D、D/A变换器取样率、数字信号处理能力的限制，大多数频段的RF变换部分还必须是模拟的，但是随着数字下变频技术的飞速发展，使得在很高中频频段上不需要模拟器件，可以直接进行数字化，这对传统的微波电路是一个挑战。
（2）扩频接收机。
最初也是应用在军事上的，但其优良的特性使得其迅速转为民用。
它利用各种调制方法将信号调制到很宽的频带上传输，具有保密性，减少干扰失真等优点。
目前，大量的商业和军事上都广泛的应用扩频技术[3]。
（3）系统仿真设计的应用。
仿真方法可以无需每次实际搭建系统或者电路就可以估计其设计。
在计算机中对复杂设计的参数进行修改要比搭建、测试、维修电路经济的多。
现在很多商业软件例如HPADS，Ansoft等在系统仿真方面已经做得相当完盖
第二：
从工艺方面考虑
随着半导体制造技术的发展，MMIC单片微波集成电路integrated突破传统以陶瓷材料作为衬底的混合微波集成电路发展起来。
在这类器件中，作为反馈和直流偏置元件的各个电阻器都采用具有高频特性的薄膜电阻，并且与各有源器件一起封装在一个芯片上，这使得各零件之间几乎无连线，从而使电路的感抗降至最低，且分布电容也极小，因而可用在工作频率和频宽都很高的场合中。
目前，MMIC的工作频率已可做到60GHz，频宽也已达到1SGHZ，所有的发射机或接收机的射频和中频电路都可以应用。
根据制作材料和内部电路结构的不同，MMIC可以分成两大类：
一类是基于硅晶体管的MMIC，另一类是基于砷化钾场效应管（GaAsFET）的MMIC。
与传统MIC相比，MMIC器件有着低成本，高稳定性，高一致性，体积小，工作频率高等优点。
它开始主要应用于军用系统，如相控阵雷达、火箭与导弹的制导和电子对抗等系统[4]。
90年代以来，MMIC在商用产品中开拓了广阔的市场。
MMIC的采用，显著减少了设备的体积和重量，降低了造价，提高了性能，取得了很好的效果，例如在海湾战争中，美军灵巧武器中就已广泛地采用了MMIC，欧洲先进雷达技术集团研制的柯布拉炮位侦校雷达和美国Raytheon-HughesAircraft公司研制的AN/TPQ-47炮位侦校雷达等均己广泛采用MMIC。
另外，近年涌现的LTCC（低温陶瓷共烧）工艺也广泛的应用在微波电路中，越来越多的受到重视。
1.3 本文研究的内容及安排
本文研究的主要内容：
用宽带低噪声放大器、电调衰减器、I&
Q解调电路、零点漂移温补电路以及正交相位补偿网络等单元电路设计一个低噪声、大动态、高增益、低零点温漂的L波段接收机，设计原理框图，然后依据框图进行精细的工艺制造完成整机制造。
再利用精密的电子仪器对其性能进行调试并分析其运行结果。
本论文的内容安排为：
第1章是绪论部分。
这一章主要介绍了本课题研究的背景和意义，然后给出了论文的内容安排。
第2章先对一般接收机的基本原理做了简单介绍后又对接收机的性能指标进行简单分析。
第3章给出L波段接收机硬件电路设计框图，并对其中一些关键单元电路，例如：
宽带低噪声放大器、电调衰减器、I&
Q解调电路、零点漂移温补电路以及正交相位补偿网络等电路的专题设计等。
第4章是对电路原理图进行精细的工艺设计，完成整机设计并对产品的可靠性做了估计。
最后，总结了论文所做的研究工作。
1.4 本章小结
本章主要介绍了L波段接收机的课题背景及接收机在国内外的发
展现状，并对该论文的内容进行了编排。
第2章 接收机原理及性能指标分析
2.1 接收机简介
接收机是一个系统，所以系统设计的思想尤为重要。
各级电路的工作频率，增益、噪声系数、线性度、功耗都要系统的考虑。
除此之外，还要考虑总体大小、功耗、性能等，所以必须协调各电路模块，确保达到所需要的指标[5]。
图2-1是一个一般接收机的系统电路框图。
图中各个组件的功能如下：
LNA混频器中频放大器
微波滤波器1微波滤波器2中频滤波器
缓冲放大器
本振输入
图2-1 接收机的系统电路框图
（1）微波滤波器1 选择工作频段，限制输入带宽；
抑制杂散信号，避免杂散响应；
减小本振泄漏对天线和系统电路产生的影响。
（2）低噪声放大器（LNA） 一般在系统前端，其噪声性能的好坏直接影响着整机的性能，尤其是接收机灵敏度和整机噪声的
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