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微波教学实验系统关键模块的设计与实现

作　者: 刘华平
导　师: 郭伟
学　校: 华中科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 微波发夹型滤波器平衡式低噪声放大器锁相环频率源
分类号: TN015-4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

由于科学技术特别是通信技术和计算机技术的迅猛发展,工作频率日益提高,射频和微波电路得到广泛应用。与早期设计相比,现代微波/射频工程中占支配地位的是分布电路分析,而且微波工程师进行设计时,将微波基本理论与微波EDA(电子设计自动化)软件相结合,使工作量和难度大为降低、研制周期缩短、产品性能提高。为了与技术发展接轨,微波教学应与工程实践紧密结合,因此我们设计制作了一套微波技术教学实验系统。本文选择了该系统中三个重要的模块:发夹型微带带通滤波器、平衡式低噪声放大器和锁相环频率源,分别加以阐述。首先,简要介绍了滤波器的发展、设计方法及基本原理,论述了发夹型微带带通滤波器的电磁耦合特性及EDA软件辅助设计过程,给出了一个L波段带通滤波器的设计实例,并对实际电路进行了测试和性能分析。其次,介绍了放大器基本原理,结合S参数详细分析了平衡式低噪声放大器的匹配、增益和噪声性能,并选择了一款MMIC芯片设计出了满足指标要求的电路模块,还对平衡式和单端式低噪声放大器进行了对比。最后,介绍了锁相环的基本原理,分析了其线性化及相位噪声性能,利用Si4133数字锁相环芯片设计出了频率源模块,通过该芯片的工作原理和功能结构给出了实际应用电路,并对测试结果加以分析。文中模块均满足设计要求,适合学生实验使用。本文部分内容对实际工程也有借鉴意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 微波技术发展和应用  8-9
  1.2 课题背景及来源  9-10
  1.3 课题设计软件平台介绍  10-11
  1.4 课题主要研究内容  11-13
2 微带带通滤波器模块  13-32
  2.1 概述  13-16
  2.2 滤波器的设计方法与原理  16-19
  2.3 发夹型微带带通滤波器的软件辅助设计  19-26
  2.4 发夹型微带带通滤波器设计实例  26-31
  2.5 小结  31-32
3 平衡式低噪声放大器模块  32-55
  3.1 放大器基本原理  32-38
  3.2 平衡式低噪声放大器的分析  38-50
  3.3 平衡式低噪声放大器模块设计  50-53
  3.4 平衡式和单端式低噪声放大器的分析比较  53-54
  3.5 小结  54-55
4 锁相环（PLL）频率源模块  55-78
  4.1 概述  55-56
  4.2 锁相环基础  56-70
  4.3 数字锁相环  70-72
  4.4 基于Si4133 芯片的锁相环频率源模块设计  72-77
  4.5 小结  77-78
5 总结  78-80
致谢  80-81
参考文献  81-85
附录攻读学位期间发表的论文目录  85

微波教学实验系统关键模块的设计与实现

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