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三毫米波瞬时测频研究

作　者: 赵红
导　师: 金龙
学　校: 电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 瞬时测频混频器微波鉴相器干涉仪比相法电磁场仿真
分类号: TM935.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 60次
引　用: 1次
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内容摘要

本文对三毫米波(93-95GHz)瞬时频率测量的技术进行了研究。鉴于三毫米波频率很高,直接对三毫米波进行测频研究在技术上有些困难,课题拟定用三毫米波混频器将毫米波变频到X波段做测频研究的方案。首先,论文阐述了三毫米波谐波混频器的原理,简要介绍了三毫米波混频器的设计方法。其次,论文基于干涉仪比相法瞬时测频原理,即频率—相位—幅度的转换关系,研究了X波段的瞬时测频电路的设计。从时域对干涉仪比相法的核心部件微波鉴相器进行了深入的理论分析,结合理论分析结果,建立了微波鉴相器误差分析模型,详细分析了鉴相器中的功分器、耦合器的输出幅度和相位不一致对微波鉴相器鉴相误差产生的影响,并通过数值仿真给出了误差结果。在理论分析基础上,结合ADS电磁场仿真软件,参考误差分析结论,仿真设计了一种X波段微带线微波鉴相器。重点描述了微波鉴相器设计中的几个关键技术,包括功分器、耦合器的电路和版图仿真设计以及电路优化过程,制作了实际的印刷电路,并对其进行了安装调试,给出了测试结果。结果表明设计的微波鉴相器与理论分析结果基本一致,完成了信号的频率信息到相位信息的转换功能。为了把信号的相位信息转换成幅度信息,课题中设计制作了由单片机控制的数据处理电路板。论文介绍了数据处理电路的子电路峰值保持电路的理论分析和电路设计及测试结果,并编写了数据处理电路的程序,程序的主要功能是完成含有频率的相位信息到幅度信息的转换。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章绪论  13-17
  1.1 测频技术应用背景  13
  1.2 瞬时测频的理解  13-14
  1.3 测频技术的发展  14-15
  1.4 课题研究的内容、目的和意义  15-17
    1.4.1 研究内容  15
    1.4.2 研究目的  15-16
    1.4.3 研究意义  16-17
第二章瞬时测频系统原理  17-36
  2.1 亚谐波混频器介绍  17-21
    2.1.1 引言  17-18
    2.1.2 亚谐波混频器理论  18-20
    2.1.3 三毫米波亚谐波混频器结构设计  20-21
  2.2 微波鉴相器组成单元的原理  21-26
    2.2.1 Wilkinson 功分器  22-24
    2.2.2 耦合器  24-26
    2.2.3 平方律检波器  26
  2.3 微波鉴相器理论分析  26-34
    2.3.1 时域信号分析  26-29
    2.3.2 误差分析  29-34
  2.4 相位差的提取  34-35
  2.5 测频电路结构  35-36
第三章微波鉴相器电路的设计与调试  36-61
  3.1 鉴相器的组成模块仿真设计  36-44
    3.1.1 功分器仿真设计  36-40
    3.1.2 分支线耦合器仿真设计  40-44
  3.2 微带鉴相器电路系统仿真  44-51
    3.2.1 最短延迟线鉴相器仿真  44-48
    3.2.2 四倍延迟线鉴相器仿真  48-51
  3.3 检波器匹配仿真  51-54
  3.4 鉴相器结构版图  54
  3.5 微波鉴相器的调试  54-61
    3.5.1 最短延迟线鉴相器的调试结果  55-58
    3.5.2 四倍延迟线鉴相器的调试结果  58-61
第四章相幅转换电路的设计与调试  61-73
  4.1 峰值保持电路简介  61-66
    4.1.1 峰值保持电路原理  61-64
    4.1.2 峰值保持电路芯片简介及测试  64-66
  4.2 鉴相器中的运放简介及测试  66-68
  4.3 数据处理核心工作原理  68-70
  4.4 结果分析  70-73
第五章全文总结  73-76
  5.1 工作总结  73-74
  5.2 存在的不足和后续工作  74-76
致谢  76-77
参考文献  77-80
攻硕期间取得的研究成果  80-81

三毫米波瞬时测频研究

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