论文摘要
在微波、毫米波系统中,接收前端部件对系统性能起着关键性的作用。本文对毫米波接收前端的理论和设计进行了研究。第一章论述了毫米波的特点、微波毫米波技术的发展趋势,介绍了国内外接收前端的发展动态以及本课题的用途和技术要求。在雷达接收机的基本原理和主要技术指标的基础上给出了Ka波段低噪声接收前端的电路框图和初步指标估算。第二章讨论了与本课题相关的无源电路。首先分析了几种常见的波导-微带过渡结构,对本课题涉及到的一些波导-微带过渡结构进行了仿真设计和实验。然后分析了一些常见的镜像抑制方法,并从中选出本课题需要的镜像抑制方法进行仿真设计。第三章详细介绍了混频器的噪声系数、变频损耗、动态范围等主要指标。分别介绍了单端混频器、单平衡混频器、双平衡混频器和谐波混频器的工作原理。并根据实际情况,选择出课题中需要的混频单片。然后介绍了小信号放大器的噪声系数、动态范围、功率增益等主要指标。介绍了实际可供选择的两种低噪声放大器单片,并通过两者的比较,选择出课题中使用的放大器单片。第四章在前述各个功能部件的基础上实现了Ka波段低噪声接收前端。根据本课题的技术要求给出了接收前端的方案,然后分别阐述了接收前端的制作、装配以及测试。测试数据表明,本课题研制的Ka波段低噪声前端完全满足技术要求,其中噪声、增益、镜像抑制等方面都比要求指标好得多。本文成功地完成了毫米波接收前端的研制,利用混合集成技术完成各部分功能模块,再将各部分功能模块组合成接收前端组件。实现了将35GHz±800MHz毫米波信号下变频成1.6GHz±800MHz中频信号的功能。完成了对工艺水平的验证和单片的测试。实际完成的接收前端不仅各项指标优于课题要求指标,而且当用户提出的指标与本课题的设计指标相近时,可以通过做一些简单的改动来满足用户的要求。