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Ka波段小步进程控增益技术研究

作　者: 曹善勇
导　师: 唐小宏
学　校: 电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: Ka波段增益控制器数模转换现场可编程门阵列片上可编程系统
分类号: TM426
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

程控增益技术在雷达、电子对抗、微波通信、卫星通信以及微波、毫米波测量等方面有着广泛的应用。本课题主要在减小增益控制器尺寸,提高增益控制器的响应速度以及直接在Ka波段实现0.25dB小步进控制等方面的可行性做了研究并进行了实验。在程控电压源模块的研究中,根据控制电压的精度、稳定度、转换速度以及可编程控制等方面的要求,采用数模转换芯片设计衰减器控制电压的方案,并进行了实验。在片上可编程系统(SOPC)程控模块的研究中,为了满足程控电压源模块高速转换的要求,在比较了采用单片机进行控制和采用PC机的进行控制这两个方案在速度方面的缺陷后,提出采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片进行设计的方案。在Ka波段增益控制器模块的研究中,采用了MMIC芯片来设计,使得控制器的尺寸,稳定度,以及小步进控制都能满足,同时,设计了一种新型的波导微带过渡结构。同时,考虑到测试数据量较大,用Labview编程软件编写了自动测试软件,并对整个模块进行了级联测试。本文研究的工作涉及了数模转换、现场可编程逻辑器件、片上可编程系统、波导-微带过渡、Labview编程语言等技术,对其中一部分进行了深入的理论分析和实验研究,并总结了相关经验。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章引言  9-14
  1.1 毫米波特点  9
  1.2 课题背景  9-11
  1.3 本文方案  11-12
    1.3.1 课题指标  11-12
    1.3.2 设计方案  12
  1.4 本文结构  12-14
第二章程控电压源模块设计  14-27
  2.1 基本原理概述  14-15
    2.1.1 数控电压源原理  14-15
    2.1.2 采样保持电路原理  15
  2.2 设计方案  15-18
  2.3 器件选择  18-23
    2.3.1 D/A 转换单元  18-22
    2.3.2 运算放大器  22
    2.3.3 高速开关  22-23
  2.4 电路设计及测试  23-27
    2.4.1 电路设计  23
    2.4.2 测试结果  23-27
第三章基于Nios II 的SOPC 程控模块设计  27-44
  3.1 基于NIOS II 的SOPC 系统简介  27-29
    3.1.1 Nios II 处理器简介  28-29
    3.1.2 AVALON 总线简介  29
  3.2 系统方案及主要器件选取  29-32
    3.2.1 系统方案选取  29-30
    3.2.2 系统框图  30-31
    3.2.3 可编程逻辑器件选取  31-32
  3.3 系统设计  32-42
    3.3.1 SOPC 的实现  32
    3.3.2 SOPC 硬件设计  32-34
    3.3.3 SOPC 软件设计  34-35
    3.3.4 系统时钟模块  35-36
    3.3.5 地址生成模块  36-39
    3.3.6 DAC 配置模块  39-42
  3.4 系统整体  42-44
第四章自动测试软件设计  44-51
  4.1 Labview 软件简介  44
  4.2 自动测试程序设计  44-49
    4.2.1 可变增益放大器控制模块  46-47
    4.2.2 E4440A 频谱仪控制模块  47-48
    4.2.3 数据记录模块  48-49
  4.3 完整程序图  49-51
第五章 Ka 波段增益模块设计  51-69
  5.1 波导-微带过渡设计  51-55
    5.1.1 仿真模型及结果  51-53
    5.1.2 测试结果  53-55
  5.2 放大器设计  55-69
    5.2.1 器件选择  55-57
    5.2.2 15dB 放大器设计  57-61
    5.2.3 30dB 放大器设计  61-65
    5.2.4 45dB 放大器设计  65-69
第六章结论  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
个人简历  74-75

Ka波段小步进程控增益技术研究

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