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L波段高性能多通道接收机前端研制

作　者: 罗建
导　师: 罗正祥
学　校: 电子科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 多通道传输零点交叉耦合高温超导滤波器
分类号: TN713
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

由于高温超导薄膜的表面电阻比铜的表面电阻要低上1000倍,因此用这种材料可以研制出性能优异的高温超导滤波器。并且近年来,高温超导滤波器不断的被应用于接收机系统中,使接收机性能得到了极大的改善。基于此背景,本课题将应用高温超导薄膜,研制一种高性能的多通道接收机前端系统,此多通道接收机前端系统为一进一出的结构。在研制此高温超导多通道接收机前端系统的过程中,主要涉及以下几个方面的内容:(1)多通道滤波器的设计。本文所设计的多通道滤波器是由四个T型结将三个不同频段的滤波器并联在一起,组成一个一入一出的具有三个信号通道的滤波器。三通道滤波器与一个通道的滤波器(其频带范围包括了三通道滤波器三个通道的所有频带)相比,可以有效提高接收机的抗干扰能力。(2)低温低噪声放大器的设计。此部分对LNA的设计过程进行了描述,并且对怎样改善低噪声放大器的稳定性进行了详细的分析。(3)测试与分析。这部分主要讲述了高温超导多通道滤波器、低噪声放大器和系统在STIRLING制冷机内进行测试的情况,以及在测试过程中的注意事项,并对它们的测试结果作相应分析与总结。经实验证明,除第二通道的中心频率上漂了2MHz外,此高温超导多通道接收机前端系统的其它指标都达到了设计要求。各通道的增益都大于12.8dB且增益平坦度在±0.5 dB之间。各通道的反射系数都小于-11dB;系统噪声系数小于1.5 dB;输入1dB压缩点大于4dBm;同时各通道的带边也非常的陡峭。由此可见,高温超导接收机的优越性非常明显,具有广阔的应用前景。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章引言  8-11
  1.1 接收机发展史  8-9
  1.2 高温超导材料的优越性  9-10
  1.3 本论文的主要研究内容  10-11
第二章射频微波滤波器基本原理  11-18
  2.1 滤波器的低通原型  11-16
    2.1.1 最平坦型响应低通原型滤波器  14-15
    2.1.2 切比雪夫响应低通原型滤波器  15-16
    2.1.3 椭圆函数响应低通原型滤波器  16
  2.2 滤波器的指标  16-18
第三章低噪声放大器原理  18-29
  3.1 概述  18
  3.2 放大器的S 参数  18-21
    3.2.1 S 参数方程  18-20
    3.2.2 S 参数的定义与物理意义  20-21
  3.3 有源网络的稳定性  21-25
    3.3.1 稳定准则的图解法  21-24
    3.3.2 稳定准则的解析法  24-25
    3.3.3 潜在不稳定情形  25
  3.4 噪声系数  25-27
  3.5 放大器的功率增益  27-29
第四章接收机前端分析  29-34
  4.1 接收机的噪声系数与灵敏度  29-31
  4.2 接收机的非线性效应  31-33
  4.3 接收机最小可检测信号（MDS）与动态范围(DR)  33-34
第五章接收机前端系统的设计与实现  34-63
  5.1 接收机前端系统的指标与设计框图  34-35
  5.2 三通道滤波器的设计  35-48
    5.2.1 带通滤波器的设计  36-44
      5.2.1.1 滤波器的小型化  37-38
      5.2.1.2 耦合系数  38-39
      5.2.1.3 耦合系数的仿真  39-40
      5.2.1.4 外界Q 值和抽头位置的确定  40-42
      5.2.1.5 带通滤波器的原型与优化  42-44
    5.2.2 交叉耦合滤波器的设计  44-46
    5.2.3 三通道滤波器的匹配设计  46-48
  5.3 低噪声放大器的设计  48-55
    5.3.1 晶体管的分析  48-55
      5.3.1.1 晶体管的噪声分析  48-49
      5.3.1.2 晶体管的增益分析  49
      5.3.1.3 晶体管的稳定性分析  49-50
      5.3.1.4 晶体管的稳定性设计  50-55
  5.4 偏置电路与匹配电路的设计  55-63
    5.4.1 直流偏置网络的设计  56
    5.4.2 匹配电路的设计  56-63
第六章测试与分析  63-70
  6.1 多通道滤波器的测试与分析  63-66
  6.2 LNA 的测试与分析  66-67
  6.3 系统的测试与分析  67-70
第七章结论与展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-74
攻读硕士期间取得的研究成果  74-75

L波段高性能多通道接收机前端研制

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