ka波段六端口直接变频接收机前端与宽频带mmic功放的设计

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1、电子科技大学硕士学位论文另外，六端口结电路可以由单片微波集成电路(MMIC)进行集成，体积小，成本低。早在1977年，Engen从对称性角度出发，给出了一个六端12结最佳条件【l2】的经验准则，即要使六端口结能准确地测量复反射系数，最好使三个确定反射系数的圆的圆心1200对称地分布在rl平面上，且其矢径在1～2之间。这个准则已被学术界承认，基本上是正确的。实用的六端13结电路一般由混合接头Q和同相功分器D等特殊的微波元器件组成。六端口结是一个线性网络，它的四个输出端13的电压均可以表示成两个输入端口电压的线性函数。四个输出端口的功率pi与反射系数rl的关系可以用反射系数平面上的三个

2、圆表示，圆心和半径都是pi的函数，而rJ是三个圆的交点。利用功分器和电桥已知的相位变化和幅度变化，两个RF输入信号矢量叠加在四个输出端而获得不同的相位。在基带的四个输出信号可以由肖特基势垒二极管测量出其功率大小，通过合适的基带信号处理函数，可以计算出未知的接收信号的幅度和相位。在接收机结构上，一般采用的是超外差接收方式。所谓的超外差方式是指：微弱的高频无线电信号必须先通过一级或几级的混频电路，才能去掉其它信道的干扰并获得足够的增益，最终完成解调，取出所需的信息。如图1．1所示图1．1二次变频超外差式接收机原理图但采用这种结构的电路，需要条件很苛刻的镜频抑制滤波器，这种滤波器不易于集

3、成，而且十分昂贵。直接变频或零中频的结构至少有两个优点：(1)中频频率为零，不存在镜像干扰问题；(2)信道选择在低频进行，只需要使用低通滤波器。所以直接接收机在无线通信系统中在电路的复杂度，以及电路的高度集成上，都较超外差接收机有着不可比拟的优势【13,14】。而六端121直接变换接收机已经被提出作为多模式或者软件接收控制DSP在多种调制解调系统中的应用【15’171。2第一章引言1．1．2国内外研究现状和发展态势国外，AndreasStelzer,ChristianGDiskus，KurtLiibke和HartwigW．Thim实现了高灵敏度的微波定位器，这个定位器工作在35GH

4、z，运用了六端口直接变频技术，其测量误差在士O．1mm[181。SeriojaOvidiuTatu，EmiliaMoldovan,GailonBrehm，KeWu和RenatoGBosisio成功利用TfiQuint的0．25umPHEMT生产线研制了工作在26GHZ．28．5GHz的宽带六端口MMIC接收机，其接收机在20Mb／S的输入码率情况下，当信噪比大于12dB时，其误码率小于1E．6【191。FengchaoXiao，FadhelM．Gharmouchi，和ToshiyukiYakabe研发了一种基于六端口技术的多普勒测速仪，工作在10GHz，能测出速度只有0．2mm／s

5、的低速运动的物体[201。EmiliaMoldovan，Serioja-OvidiuTatu，TamaraGaman,KeWu和RenatoGBosisio研制了工作在94GHz的基于六端口技术的防撞雷达，在输入与本振频差Af=-2MHz时，最大探测距离为75m，当Af=20MHz时，其最大探测距离为7．5m[2q。YZhao，C．Viereck，J．F．Frigon，R．GBosisio和K．Wu实现了基于六端口技术的QPSK调制。在载波频率4GHz，功率5dBm的条件下，实现了采样率为100MB／S的I，Q信号调制【221。Jean．ChristopheSchiel，Serio

6、jaOvidiuTatu，KeWu和RenatoGBosisio研制了工作在2．45GHz的六端121直接变频接收机，能够解调出高达40MB／S的QPSK调制信号[231。X．Z，Xiong和VF．Fusco在2003年，应用六端口技术的直接接收机技术，实现了在0．5GHZ．9GHz宽频带的直接接收机，其在输入信号为．15dBm时，它的最大错误率为15％；当其LO信号为一20dBm时，其最大错误率仅为10％[241。SeriojaOvidiuTatu，EmiliaMoldovan，KeWu，RenatoGBosisio，和TayebA．Denidni在Ka波段，将六端口技术的模拟接

7、收前端应用于软件无线电直接接收机中，其传输数据能达到40MB／S[25】。目前，国内关于六端口Ka波段直接接收机的研究刚刚处于起步阶段，还未见成功的报道。电子科技大学硕士学位论文1．2MMIC宽频带功率放大器介绍1．2．1MMIC简介微波单片集成电路(MierowaveMonolithicIntegratedCircuit，MMIC)是把无源元件、微波有源器件、传输线和互连线一起制作在一块半导体基片上，构成具有完整功能的微波集成电路【261。随着微波通信技术的发展，人