l波段接口卫星射频设备分析与设计

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1、L波段接口卫星射频设备研究与设计第一章引言1．2主要研究内容本课题主要完成L波段中频调制信号到C波段射频信号的变频、放大和增益控制等功能，本文的主要工作包括了系统仿真模型、LC频段上变频器、L／C波段滤波器和固态功放的研制。本课题包括几个部分的研究。第一，建立L波段接口卫星射频设备系统模型，分析系统性能。第二，分析压控振荡器的相位噪声并设计适合卫星通信使用的低相位噪声的高稳定度频率源。第三，设计一个通带频率为950,,。1525MHz的L波段带通LC滤波器。第四，设计一个通带频率为5850—6450卜1Hz的半波长谐振器平行耦合线滤波器。第五，

2、对系统整体链路参数进行计算，设计一个满足系统需求的L到C波段上变频器。第六，设计一个C波段20W固态功率放大器，总增益大于50dB。本论文的独创性研究包括：●L波段接口卫星射频设备系统模型分析；●系统整体链路增益设计；●适合卫星通信使用的低相位噪声的高稳定度频率源设计；●通带频率为950-1525MI-lz的L波段带通LC滤波器；●通带频率为5850-扭1．50M14_z的半波长谐振器平行耦合线滤波器设计：●C波段20W固态功率放大器设计。作者的主要工作包括：●微波直接射频调制技术研究：●高稳定度频率源研究及设计；●L波段卫星通信ADS系统仿真

3、；●微带滤波器研究及半波长谐振器平行耦合线滤波器设计。综上所述，根据作者在卫星通信应用领域前沿研究和实践心得，写就的这篇论文，客观具体，详尽真实，对设计新型卫星射频设备解决方案，具有极大的参考价值与现实意义。1．3论文结构本文通过课题背景及研究意义、系统仿真模型分析、系统详细设计、系统测试及分析等四大篇章对L波段接口卫星射频设备进行全方位详细阐述，使文章客观具体，详尽真实，真正具有参考价值与现实意义。第二章中，从引述卫星通信技术理论开始说明了卫星通讯技术的优势特点，简要介绍了卫星通信地球站的组成，描述了本课题设备在卫星通信中的位置和作4L波段接

4、口卫星射频设备研究与设计第一章引言用；随后就全球和我国的卫星产业发展现状与发展趋势进行分析；最后详细阐述了本课题在实现多频点同时发射，实现方案简单，可直接除谐波失真和镜像干扰，中频信号传输距离更远等方面的研究意义。第三章中，分别就组成发射器模型的三个部分调制器、变频器、高功放的设计原理进行了分析，探讨了直接上变频和二次上变频模式的优劣，并分析了频率转换、振荡电路、Pu。的原理，为仿真模型的建立打下基础。，第四章中，作者使用Agilent公司的ADS软件设计了一个精确的发射系统仿真模型，通过这个模型可以精确地预测系统频谱、线性度、邻信道功率比、增

5、益、压缩点、三阶交调、插入损耗、噪声系数等性能，通过这个模型可以精确地预测系统性能，有效发现问题解决问题，提高了开发效率，给出了满足要求的设计方案。第五章中，详细阐述了系统设计方案，就上变频模块、滤波器、固态功放等几方面设计进行详细说明，并通过整体链路计算来控制整体增益，使系统满足设计指标。其中，上变频模块包括本地振荡器、混频器、增益控制等几部分的研制。本地振荡器的设计采用PLL锁相环频率合成来实现，具有频率稳定、相位噪声高等优点；混频器采用集成(或有源)混频器设计，不再像无源混频器那样需要外部中频放大器补偿损耗。在混频电路前端需要较小的RE增

6、益，从而改善了接收器的整体线性指标。增益控制链路包括中频放大、缓冲放大、射频放大、衰减控制等器件经过对系统的整体计算来控制放大衰减量。系统还包括两个滤波器：L波段中频带通滤波器位于上变频器的输入端。它采用Lc滤波器，通带频率为950—1525NHZ。而C波段射频带通滤波器位于上变频器的输出端。它的功能是滤除本振泄漏以及镜像干扰，通带频率为5850—6450MHz，采用半波长谐振器平行耦合线滤波器实现。而固态功放的输出功率要求达到20W，整个放大链路由七级放大器组成，分前级和末级两个组件，射频信号经过前级放大组件放大后输出到末级放大组件，先经激励

7、级放大，最后经过末级两级放大器完成输出。总增益大于50dB。第六章中，对系统各部件和整体性能水平做了调试和测试，包括本振、滤波器、变频器、固态功放等，测试结果表明设计符合要求，并且各项指标达到并优于国内外同类产品。第七章中，对整个课题进行了总结，证明了本文的分析方法是正确的，并且根据应用中暴露出的问题进行了分析与展望。L波段接口卫星射频设备研究与设计第二章课题背景及研究意义2．1课题背景第二章课题背景及研究意义2．1．1卫星通信技术引述随着一系列通信卫星的发射成功，诸如Telstar(1962)，Syncom(1963)，矾TELSAT1(19

8、65)等，成为人类通信发展史上的一次重要里程碑，标志着现代通信从此进入了卫星时代．从60年代以来，卫星应用领域快速增长。随后出现了甚小天线口径终端VS