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Ka波段接收前端的設計

作者: 時(shí)間:2016-12-21 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

1 引言

隨著(zhù)電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,接收前端電路的集成度不斷提高,同時(shí)功能也日益豐富和復雜。Ka波段接收前端技術(shù)是新一代通信衛星的關(guān)鍵技術(shù),也是我國需要突破的關(guān)鍵技術(shù)之一 。此項技術(shù)研究對我國的新型通信衛星的研發(fā)具有重要意義。由于Ka波段接收機具有頻率高、信息容量大、抗干擾性強等特點(diǎn),目前我國的新型通信衛星多采用該項技術(shù)。因此,研制高性能的Ka波段接收組件迫在眉睫。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201612/332303.htm

2 系統組成及工作原理

該組件主要由射頻通道、混頻、中頻通道三個(gè)功能單元組成。射頻通道的主要功能是:將射頻信號進(jìn)行線(xiàn)性放大,然后由濾波單元抑制鏡像頻率、帶外雜波,避免干擾信號消耗混頻器的動(dòng)態(tài)范圍,并減少到達混頻器的噪聲。射頻信號經(jīng)下變頻后進(jìn)入中頻通道。中頻通道的主要功能是:濾除本振泄漏及本振、射頻的高次混出的雜波。將有用信號進(jìn)行線(xiàn)性放大。組件原理框圖如圖1所示:

圖1 Ka波段變頻組件原理框圖

組件各部分指標分配如下表1:

表1 組件各部分指標

電路

指標

射頻放大

射頻濾波

射頻放大

混頻

中頻濾波

中頻放大

輸入功率(dBm)

-100

-85

-87

-72

-81

-82

增益(dB)

15

-2

15

-9.5

-1

12

累積增益(dB)

15

13

28

18.5

17.5

29.5

累積噪聲(dB)

3

3.04

3.15

3.17

3.18

3.25

輸出功率(dBm)

-85

-87

-72

-81

-82

-70

3 電路設計

3.1 系統設計

在此組件中,低噪聲放大器看成為第一級,而后面的混頻接收部件可看成為第二級,前級低噪聲放大器的增益必須足夠高,才能抑制掉后級噪聲的影響。為兼顧噪聲系數、動(dòng)態(tài)范圍兩個(gè)指標,低噪放的增益在30dB左右較為合適。整個(gè)通道設計了增益余量及可調衰減器,便于后期整機系統調試時(shí)信道增益的調整。

在不考慮鏡頻噪聲時(shí),接收機的噪聲系數可以用如下公式計算:

式中,Nf——放大器整機噪聲系數

Nf1,Nf2,Nf3——分別是第1,2,3級的噪聲系數

G1,G2——分別是第1,2級功率增益

由上表可以計算出整機指標:

整機增益:29.5dB

整機噪聲系數:3.25dB

整機線(xiàn)性上限:-24dBm

3.2 射頻單元設計

射頻單元由兩級低噪放芯片和鏡像抑制濾波器級連而成。前級低噪放采用我所自行研制的低噪放芯片。鏡像抑制濾波器位于兩級低噪放之間,既可以濾除帶外雜波,也能改善匹配。


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