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基于直播卫星接收的高性能LNB设计

作　者: 孙家训
导　师: 吴先良；黄志祥
学　校: 安徽大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 高频头 低噪声放大器 介质振荡器 混频器 镜像抑制滤波器
分类号: TN948.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 65次
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内容摘要


随着人们的消费水平的提高,外出旅游或者往返在出差旅途的人会越来越多。在旅途中能够看上电视直播,了解即时的新闻或体育赛事,已经成为越来越多人所向往的一种生活体验,直播卫星电视可以很好的解决这一问题。高频头作为车载卫星电视接收天线中不可缺少的一个关键组件,比一般的直播卫星接收天线用高频头有更高的要求,更优的性能。本文首先从整体上介绍了高频头的工作原理及技术指标,对整个高频头按照性能分为五大模块：低噪声放大器、镜像抑制滤波器、介质振荡器、混频器和中频放大器。然后,对每一个模块的原理、技术参数及设计方法进行了详细的阐述,并借助安捷伦公司的ADS仿真软件对每个模块进行仿真。最后,论文简要介绍了偏置电路的设计,并借助Protel软件绘出PCB板,且加工出实物。通过噪声仪测量LNB噪声和增益,并反复调试和修改,确定最优方案。测试结果表明,在950MHz-1450MHz的输出频段,高频头噪声系数低于0.6dB,增益高于65dB,并且通过了高低温实验测试,是一款具有优越性能和高可靠性的高频头产品。本论文主要的研究内容分为以下几个方面：第一章阐述了车载卫星电视接收天线高频头的研究背景及意义,简要讨论了高频头的分类,介绍了高频头的概念、结构、原理及国内外的发展现状。系统介绍了高频头的每一个模块所实现的具体功能。第二章到第四章分别对各个模块逐一分析,详细说明其原理、结构和技术参数,借助安捷伦公司的ADS软件对其进行仿真优化,最后得到最优结果。第五章将高频头的每一个模块化组件按照原理要求依次组合起来,设计好偏置电路,制作出PCB,加工并多次调试,最终实现了用于车载卫星电视接收天线的一款符合性能要求的高频头。总之,本文设计了一款基于车载卫星电视接收天线的Ku波段高频头,对高频头的原理仿真和测试结果表明,其性能优越,实用性强,完全符合设计要求。另外,本论文对每个射频模块的设计方法和步骤对从事微波组件设计行业人员具有一定的指导意义。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 课题研究的背景与意义  8-11
  1.2 LNB简介及其发展概况  11-13
  1.3 本文的研究内容和工作安排  13-15
第二章 LNA的设计与仿真  15-31
  2.1 低噪声放大器的主要技术指标  15-20
    2.1.1 S参数介绍  15-17
    2.1.2 LNA 噪声系数  17-18
    2.1.3 LNA增益特性  18-19
    2.1.4 LNA的稳定性系数  19-20
  2.2 LNA的设计和仿真  20-31
    2.2.1 放大管的选择  21-22
    2.2.2 稳定性分析  22-23
    2.2.3 匹配设计  23-31
第三章 镜像抑制滤波器与混频器的设计与仿真  31-47
  3.1 镜像抑制滤波器的技术参数  31-33
    3.1.1 镜像抑制的概念  31-33
    3.1.2 镜像抑制滤波器结构形式的选择  33
  3.2 镜像抑制滤波器的设计与仿真优化  33-37
    3.2.1 微带发夹式带通滤波器的设计  33-35
    3.2.2 镜像抑制滤波器的ADS仿真及优化  35-37
  3.3 混频器的原理及技术参数  37-43
    3.3.1 混频器的基本原理  38-39
    3.3.2 混频器的技术参数  39-43
  3.4 混频电路设计与ADS仿真  43-47
    3.4.1 低通滤波器的设计  43-44
    3.4.2 180°混合巴伦  44-45
    3.4.3 混频器的ADS仿真  45-47
第四章 DRO设计和中频放大电路介绍  47-59
  4.1 介质振荡器原理  47-53
    4.1.1 振荡器的基本模型及振荡条件  47-48
    4.1.2 介质谐振腔振荡器  48-50
    4.1.3 振荡电路的选择  50-53
  4.2 介质振荡器的设计与仿真  53-55
  4.3 中频放大电路  55-59
    4.3.1 第一级中频放大器及电路形式  55-57
    4.3.2 第二级中频放大器及电路形式  57-59
第五章 LNB偏置电路的设计及整体测试  59-65
  5.1 偏置电路设计  59-61
  5.2 LNB的加工及实物测试  61-65
第六章 总结与展望  65-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间发表的论文  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 电视 > 电视中心、电视设备 > 电视发射、接收设备 > 接收设备
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