【正文】 (輸入章及標(biāo)題)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)L波段接收機(jī)的設(shè)計(jì)III燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)院： 系級(jí)教學(xué)單位： 學(xué)號(hào)030201070007學(xué)生姓名專 業(yè)班 級(jí)課題題 目L波段接收機(jī)的設(shè)計(jì)來 源實(shí)踐主要內(nèi)容對(duì)接收機(jī)的噪聲、動(dòng)態(tài)、增益的性能指標(biāo)設(shè)計(jì) 對(duì)寬帶低噪聲放大器、電調(diào)衰減器、Iamp。Q解調(diào)電路、零點(diǎn)漂移溫補(bǔ)電路以及正交相位補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)等單元電路的設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)和測(cè)試性能依據(jù)整機(jī)的設(shè)計(jì)基本要求 熟悉噪聲、噪聲系數(shù)、動(dòng)態(tài)、增益、靈敏度、1dB壓縮、隔離度、零點(diǎn)漂移等基本概念的理解并閱讀相關(guān)資料。 理解寬帶低噪聲放大器、電調(diào)衰減器、Iamp。Q解調(diào)電路、零點(diǎn)漂移溫補(bǔ)電路以及正交相位補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)等單元電路的工作原理及特點(diǎn)。由題目得出的主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)L波段接收機(jī)原理框圖。熟練運(yùn)用工藝技術(shù)完成該接收機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì)。參考資料微波集成電路設(shè)計(jì)》 《通信電子線路》《現(xiàn)代通信原理》 《非線性電子線路》《模擬電子基礎(chǔ)》 《毫米波工程基礎(chǔ)》《雷達(dá)原理》 《微波工程》 《無線通信設(shè)備與系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全》 燕山大學(xué)網(wǎng)上圖書館周 次1—4周5—8周9—12周13—16周17—18周應(yīng)完成的內(nèi)容收集資料，熟悉課題內(nèi)容，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)主要單元硬件電路分析與設(shè)計(jì)電路原理框圖設(shè)計(jì)及部件組裝工藝、整機(jī)設(shè)計(jì)及總結(jié)論文書寫課題總結(jié)答辯指導(dǎo)教師：肖麗萍系級(jí)教單位審批：摘　要摘　要本文主要介紹了L波段接收機(jī)的基本原理及具體電路設(shè)計(jì)，并對(duì)該接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)計(jì)流程、達(dá)到的水平和應(yīng)用前景做了簡(jiǎn)單介紹。通過專題研究，成功設(shè)計(jì)了放大、衰減、開關(guān)、混頻、功分、鑒相、零度漂移和溫度補(bǔ)償?shù)汝P(guān)鍵電路，較好的滿足了該接收機(jī)低噪聲、大動(dòng)態(tài)和低零漂的性能要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了Iamp。Q兩路基帶信號(hào)良好的幅相平衡特性。諸多關(guān)鍵技術(shù)的突破，為同類產(chǎn)品的系列化、小型化、高可靠打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)為同類大動(dòng)態(tài)多通道接收機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了強(qiáng)有力的保障。達(dá)到了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該接收機(jī)的突出特點(diǎn)是：小體積、高增益、低噪聲、大動(dòng)態(tài)、良好的幅相平衡性和高穩(wěn)定性。 關(guān)鍵詞：　接收機(jī)；混頻器；功率分配器；Iamp。Q解調(diào)器；電調(diào)衰減器77AbstractThis paper presents the circuit design .key technology and practically foreground of the L band low noise large dynamic receivers. We success to design the amplifier Attenuation switch mixer power divider detector phase and developed a low noise large dynamic zero temperature drift， also have perfect amplitude phase balance performance of Iamp。Q two channel base band sign by special research. Many essential technical breakthroughs， for the similar production， the miniaturization， high， have reliably built the solid foundation. Meanwhile has provided the powerful safeguard for the similar greatly dynamic multichannel receiver design development. Has achieved the very good economic efficiency and the social efficiency.The advantage of the receiver is lowprofile high reliability low noise large dynamic and excellent amplitude phase balance performance.Keywords：　Receiver Mixer Power divider Iamp。 Qdemodulator The electricity adjustattenuator目　錄摘 要 IAbstract II第1章 緒論 1 課題背景 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2 本文研究的內(nèi)容及安排 3 本章小結(jié) 4第2章 接收機(jī)原理及性能指標(biāo)分析 5 接收機(jī)簡(jiǎn)介 5 常見的接收機(jī)方案 6 接收機(jī)噪聲特性分析－－接收機(jī)噪聲系數(shù) 8 噪聲的來源 9 噪聲系數(shù) 9 級(jí)聯(lián)電路的噪聲系數(shù) 11 接收機(jī)靈敏度 12 壓縮點(diǎn)、最小可檢測(cè)信號(hào)和動(dòng)態(tài)范圍 13 1dB壓縮點(diǎn) 13 互調(diào)失真—三階截?cái)帱c(diǎn)IP3 14 無雜散響應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍 16 接收機(jī)內(nèi)部雜散響應(yīng) 17 本章小結(jié) 18第3章 L波段接收機(jī)設(shè)計(jì) 19 L波段接收機(jī)的電路設(shè)計(jì) 19 技術(shù)指標(biāo)要求 21 輸入信號(hào) 21 輸出I、Q信號(hào) 21 系統(tǒng)要求 22 使用環(huán)境要求及其它特殊要求 22 技術(shù)難點(diǎn)及關(guān)鍵電路設(shè)計(jì) 22 零點(diǎn)漂移溫度補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì) 23 寬帶Iamp。Q解調(diào)器的設(shè)計(jì) 24 電壓跟隨器的電路形式 27 二極管電調(diào)衰減器 27 整機(jī)噪聲設(shè)計(jì) 28 本章小結(jié) 28第4章 L波段接收機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試 29 工藝設(shè)計(jì) 29 質(zhì)量和可靠性設(shè)計(jì) 29 組件的可靠性預(yù)計(jì) 30 產(chǎn)品的調(diào)試結(jié)果及測(cè)試性能 31 產(chǎn)品的調(diào)試測(cè)曲線圖 31 產(chǎn)品試性能如下： 33 所用儀器 33 產(chǎn)品外形 33 產(chǎn)品外形尺寸及各端口功能 33 L波段接收機(jī)實(shí)物照片 34 本章小結(jié) 35結(jié) 論 37參考文獻(xiàn) 39附錄1 41附錄2 45附錄3 49附錄4 67致 謝 69第1章　緒論 第1章　緒論　課題背景L波段接收機(jī)可廣泛應(yīng)用于軍事通信和民用通信中，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義和極大的研發(fā)價(jià)值?，F(xiàn)代接收機(jī)在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上越來越趨向高性能、高集成度方向發(fā)展。在高集成度上，現(xiàn)代接收機(jī)采用半導(dǎo)體器件工藝飛速發(fā)展帶來的高性能，高集成度電子器件與芯片，覆蓋越來越寬的工作頻段，集成度越來越高。例如世界著名的德國(guó) 公司最新的寬帶通用接收機(jī)頻段覆蓋為10k~3000MHz，具有優(yōu)異的性能，能實(shí)現(xiàn)1Hz的頻率分辨率，可程控全頻段信號(hào)掃描，同時(shí)體積小、重量輕、功耗低，集成度非常高，可作為高精度的無線電測(cè)試儀器。在性能上，現(xiàn)代接收機(jī)主要是向高線性、大動(dòng)態(tài)范圍、高靈敏度、高分辨率等方面發(fā)展。隨著現(xiàn)代調(diào)制體制的快速發(fā)展，且無線頻譜的利用率日益加劇，對(duì)接收機(jī)的線性度、動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度、抗干擾能力、適應(yīng)性等方面的性能和指標(biāo)提出了越來越苛刻的要求。這就要求現(xiàn)代接收機(jī)在保證信號(hào)檢測(cè)能力(即極高的靈敏度)的前提下，盡可能的提高接收機(jī)的線性度，使信號(hào)失真最小、誤碼率最低，盡可能的展寬接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，使接收機(jī)的適應(yīng)度更大、抗干擾能力更強(qiáng)[1]。本課題就是基于這些原因?qū)波段接收機(jī)的增益、噪聲、動(dòng)態(tài)范圍等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究的。 L波段接收機(jī)是雷達(dá)、通訊等多種整機(jī)系統(tǒng)的核心部件之一，尤其在多功能相控陣?yán)走_(dá)中應(yīng)用更為廣泛，如MTD、MTI等。現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)與傳統(tǒng)雷達(dá)相比，要求對(duì)動(dòng)目標(biāo)幅/相信息的綜合處理更為精確，靈敏度要求更高，現(xiàn)有的L波段接收機(jī)由于普遍存在動(dòng)態(tài)范圍小、信噪比差、IQ輸出基帶信號(hào)的幅相平衡性差、零點(diǎn)溫漂大等缺點(diǎn)，已不能滿足該類整機(jī)系統(tǒng)更高的使用要求[2]。目前，在國(guó)內(nèi)關(guān)于這種低噪聲、大動(dòng)態(tài)、超低零點(diǎn)溫漂的接收機(jī)還未見有報(bào)道，所以開展這個(gè)方面的研究很有必要。噪聲、動(dòng)態(tài)、幅相平衡性和零點(diǎn)溫漂等四個(gè)方面將是我們?cè)O(shè)計(jì)的重點(diǎn)，同時(shí)也是該接收機(jī)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。為此，我們重點(diǎn)開展了寬帶低噪聲放大器、電調(diào)衰減器、Iamp。Q解調(diào)電路、零點(diǎn)漂移、溫補(bǔ)電路以及正交相位補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)等單元電路的專題設(shè)計(jì)。其中的零漂溫補(bǔ)和相位補(bǔ)償兩項(xiàng)技術(shù)都是首次運(yùn)用到該類電路中，這兩項(xiàng)技術(shù)的引入有效的降低了電路的零點(diǎn)溫漂、大大提高了電路的幅相平衡性。通過該課題的研究，我們突破了該類電路設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，為同類系列化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了強(qiáng)有力的保障，較好的滿足了國(guó)家軍民兩個(gè)市場(chǎng)的需求。本文介紹了一種用于SAR系統(tǒng)的L波段接收機(jī)的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法?！?guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀總體來說，無論在軍用，還是民用的無線通信中，接收機(jī)的設(shè)計(jì)趨勢(shì)有了很大變化，可以從以下兩個(gè)方面來討論。第一：從發(fā)展方向考慮(1)接收機(jī)功能的廣泛數(shù)字實(shí)現(xiàn)?！　∮捎诂F(xiàn)階段 A / D、D / A 變換器取樣率、數(shù)字信號(hào)處理能力的限制，大多數(shù)頻段的RF變換部分還必須是模擬的，但是隨著數(shù)字下變頻技術(shù)的飛速發(fā)展，使得在很高中頻頻段上不需要模擬器件，可以直接進(jìn)行數(shù)字化，這對(duì)傳統(tǒng)的微波電路是一個(gè)挑戰(zhàn)。(2)擴(kuò)頻接收機(jī)。　　最初也是應(yīng)用在軍事上的，但其優(yōu)良的特性使得其迅速轉(zhuǎn)為民用。它利用各種調(diào)制方法將信號(hào)調(diào)制到很寬的頻帶上傳輸，具有保密性，減少干擾失真等優(yōu)點(diǎn)。目前，大量的商業(yè)和軍事上都廣泛的應(yīng)用擴(kuò)頻技術(shù)[3]。(3)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)的應(yīng)用?！　》抡娣椒梢詿o需每次實(shí)際搭建系統(tǒng)或者電路就可以估計(jì)其設(shè)計(jì)。在計(jì)算機(jī)中對(duì)復(fù)雜設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行修改要比搭建、測(cè)試、維修電路經(jīng)濟(jì)的多?，F(xiàn)在很多商業(yè)軟件例如 HP ADS ， Ansoft 等在系統(tǒng)仿真方面已經(jīng)做得相當(dāng)完蓋第二：從工藝方面考慮隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展， MMIC 單片微波集成電路integrated突破傳統(tǒng)以陶瓷材料作為襯底的混合微波集成電路發(fā)展起來。在這類器件中，作為反饋和直流偏置元件的各個(gè)電阻器都采用具有高頻特性的薄膜電阻，并且與各有源器件一起封裝在一個(gè)芯片上，這使得各零件之間幾乎無連線，從而使電路的感抗降至最低，且分布電容也極小，因而可用在工作頻率和頻寬都很高的場(chǎng)合中。目前， MMIC 的工作頻率已可做到 60GHz ，頻寬也已達(dá)到 1 SGHZ ，所有的發(fā)射機(jī)或接收機(jī)的射頻和中頻電路都可以應(yīng)用。根據(jù)制作材料和內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的不同， MMIC 可以分成兩大類：一類是基于硅晶體管的MMIC，另一類是基于砷化鉀場(chǎng)效應(yīng)管( GaAs FET )的MMIC。與傳統(tǒng)MIC相比，MMIC器件有著低成本，高穩(wěn)定性，高一致性，體積小，工作頻率高等優(yōu)點(diǎn)。它開始主要應(yīng)用于軍用系統(tǒng)，如相控陣?yán)走_(dá)、火箭與導(dǎo)彈的制導(dǎo)和電子對(duì)抗等系統(tǒng)[4]。90年代以來，MMIC在商用產(chǎn)品中開拓了廣闊的市場(chǎng)。MMIC的采用，顯著減少了設(shè)備的體積和重量，降低了造價(jià)，提高了性能，取得了很好的效果，例如在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍靈巧武器中就已廣泛地采用了MMIC，歐洲先進(jìn)雷達(dá)技術(shù)集團(tuán)研制的柯布拉炮位偵校雷達(dá)和美國(guó) RaytheonHughes Aircraft 公司研制的AN / TPQ47炮位偵校雷達(dá)等均己廣泛采用MMIC。另外，近年涌現(xiàn)的LTCC (低溫陶瓷共燒)工藝也廣泛的應(yīng)用在微波電路中，越來越多的受到重視?！”疚难芯康膬?nèi)容及安排本文研究的主要內(nèi)容：用寬帶低噪聲放大器、電調(diào)衰減器、Iamp。Q解調(diào)電路、零點(diǎn)漂移溫補(bǔ)電路以及正交相位補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)等單元電路設(shè)計(jì)一個(gè)低噪聲、大動(dòng)態(tài)、高增益、低零點(diǎn)溫漂的L波段接收機(jī)，設(shè)計(jì)原理框圖，然后依據(jù)框圖進(jìn)行精細(xì)的工藝制造完成整機(jī)制造。再利用精密的電子儀器對(duì)其性能進(jìn)行調(diào)試并分析其運(yùn)行結(jié)果。本論文的內(nèi)容安排為：第1章是緒論部分。這一章主要介紹了本課題研究的背景和意義，然后給出了論文的內(nèi)容安排。第2章先對(duì)一般接收機(jī)的基本原理做了簡(jiǎn)單介紹后又對(duì)接收機(jī)的性能指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。第3章給出L波段接收機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)框圖，并對(duì)其中一些關(guān)鍵單元電路，例如：寬帶低噪聲放大器、電調(diào)衰減器、Iamp。Q解調(diào)電路、零點(diǎn)漂移溫補(bǔ)電路以及正交相位補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)等電路的專題設(shè)計(jì)等。第4章是對(duì)電路原理圖進(jìn)行精細(xì)的工藝設(shè)計(jì)，完成整機(jī)設(shè)計(jì)并對(duì)產(chǎn)品的可靠性做了估計(jì)。最后，總結(jié)了論文所做的研究工作。　本章小結(jié)本章主要介紹了L波段接收機(jī)的課題背景及接收機(jī)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)該論文的內(nèi)容進(jìn)行了編排。第2章　接受機(jī)原理及性能指標(biāo)分析第2章　接收機(jī)原理及性能指標(biāo)分析　接收機(jī)簡(jiǎn)介 接收機(jī)是一個(gè)系統(tǒng)，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想尤為重要。各級(jí)電路的工作頻率，增益、噪聲系數(shù)、線性度、功耗都要系統(tǒng)的考慮。除此之外，還要考慮總體大小、功耗、性能等，所以必須協(xié)調(diào)各電路模塊，確保達(dá)到所需要的指標(biāo)[5]。圖21是一個(gè)一般接收機(jī)的系統(tǒng)電路框圖。圖中各個(gè)組件的功能如下： LNA 混頻器 中頻放大器微波濾波器1 微波濾波器2 中頻濾波器 緩沖放大器 本振輸入圖21　接收機(jī)的系統(tǒng)電路框圖(1)微波濾波器1　　選擇工作頻段，限制輸入帶寬；抑制雜散信號(hào)，避免雜散響應(yīng)；減小本振泄漏對(duì)天線和系統(tǒng)電路產(chǎn)生的影響。(2)低噪聲放大器( LNA )　　一般在系統(tǒng)前端，其噪聲性能的好壞直接影響著整機(jī)的性能，尤其是接收機(jī)靈敏度和整機(jī)噪聲的好壞。它在不造