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ISM频段接收机关键模块研究及实现

作　者: 韩孝力
导　师: 陈世勇
学　校: 重庆大学
专　业: 电路与系统
关键词: 接收机 低噪声放大器 耦合线带通滤波器 本振 下变频混频器
分类号: TN858
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 47次
引　用: 1次
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内容摘要


随着无线电通信技术的迅速发展,射频接收机作为无线通信系统的最前端,其指标的优劣直接影响着整个通信系统的性能。因此对射频接收机进行研究具有较为重要的实用价值。本文的接收机方案采用超外差两级混频方式实现,论文对构成接收机的主要模块进行分别讨论。在第1章介绍了接收机的研究背景、课题的主要研究任务以及本文的主要工作内容。第2章首先介绍了低噪声放大器的匹配电路,并对低噪声放大器的稳定性、功率增益以及噪声系数等指标进行了分析,讨论了晶体管的工作状态以及常用偏置电路;然后介绍了耦合线带通滤波器的参数指标以及设计方法。第3章首先系统的介绍了频率合成技术,对直接数字频率合成器和锁相环的基本原理作出分析,推导了晶体管在C类工作状态下的工作效率,给出了本振设计的方案;最后介绍了混频器的主要性能指标以及实现方式。第4章首先利用Advanced Design System设计了一个S波段低噪声放大器,根据仿真结果通过PCB工艺实现了低噪声放大器,测试结果表明,在中心频率为2.4GHz,带宽为100MHz的频率范围内,实现噪声系数小于1dB,功率增益大于28dB,增益平坦度小于1dB,输入输出驻波比小于2:1的低噪声放大器,与仿真结果基本一致。然后设计、仿真并实现了一个中心频率为2.4GHz,分数带宽为4%的耦合线带通滤波器,并给出了测试结果。第5章利用DDS集成芯片设计了30MHz的信号源,进而通过四倍频的方式实现了输出频率为120MHz的接收机本振。最后利用集成芯片制作了混频器电路,并给出了测试结果。在第6章作者对论文的研究工作进行了总结,并展望了未来的研究方向。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 引言  7-11
  1.1 接收机的研究背景  7-8
  1.2 课题主要任务  8
  1.3 接收机各模块的实现方式  8-9
  1.4 本文主要工作  9-11
2 低噪声放大器及滤波器设计原理  11-22
  2.1 阻抗匹配网络  11-13
  2.2 低噪声放大器设计原理  13-18
    2.2.1 稳定性  13-14
    2.2.2 功率增益  14-15
    2.2.3 噪声系数  15
    2.2.4 输入输出驻波比  15-16
    2.2.5 晶体管的工作状态及偏置电路  16-18
  2.3 滤波器设计原理  18-21
    2.3.1 滤波器的主要性能指标  18-19
    2.3.2 微带滤波器  19-21
  2.4 本章小结  21-22
3 本振及混频器设计原理  22-36
  3.1 本振  22-25
    3.1.1 直接数字频率合成器  22-23
    3.1.2 锁相环  23-25
  3.2 倍频器工作原理  25-28
    3.2.1 二极管倍频器  25-26
    3.2.2 晶体管有源倍频器  26-28
  3.3 本振设计方案  28-30
    3.3.1 本振I 设计方案  28-30
    3.3.2 本振II 设计方案  30
  3.4 混频器工作原理  30-35
    3.4.1 混频器概述  30-31
    3.4.2 混频器主要性能指标  31-33
    3.4.3 有源混频器  33-35
  3.5 本章小结  35-36
4 低噪声放大器与滤波器设计  36-46
  4.1 S 波段低噪声放大器设计  36-42
    4.1.1 低噪声放大器的电路结构  36-37
    4.1.2 低噪声放大器的仿真设计  37-40
    4.1.3 低噪声放大器的测试  40-42
  4.2 带通滤波器设计  42-44
    4.2.1 带通滤波器的指标  42
    4.2.2 带通滤波器的仿真及测试  42-44
  4.3 本章小结  44-46
5 本振及混频器设计  46-54
  5.1 本振II 设计  46-51
    5.1.1 30M 信号源的实现  46-49
    5.1.2 晶体管有源倍频的仿真  49-50
    5.1.3 倍频器测试  50-51
  5.2 混频器的测试  51-53
  5.3 本章小结  53-54
6 结论与展望  54-55
  6.1 结论  54
  6.2 后续工作及展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59
附录  59
  作者攻读硕士学位期间的论文  59

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 接收设备、无线电收音机 > 各种频率收音机
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