宽带ka频段上变频系统的研究

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1、硕士论文宽带Ka上变频系统的研究摘要本论文主要研究了一种宽频带、低杂散的Ka频段上变频系统，该系统是卫星通信中不可缺少的组成部分，整个系统旨在实现140MHz信号到Ka频段的无失真的频谱搬移。在结合系统指标情况下对各种实现方式进行比较后，最后采用三次变频实现了整个变频通道。文中简要介绍了毫米波及其特点，总结了国内外Ka频段上变频系统的发展现状。之后叙述了小型化Ka频段和C频段变频模块的设计。针对系统宽频带要求，在前两次变频中，依次将信号带宽扩展至100MHz和3GHz，然后再进行第三次变频，输出30--33GHz信号。而对于增益平坦度，主

2、要是在140MHz处加入了模拟可变增益放大器，以外部DA输出的信号对于增益进行补偿。同时在元器件选型时，尽量选择带内增益比较平坦的器件，尤其是Ka频段上变频模块，基本使用平坦度良好的MMIC芯片实现。而对于系统的低杂散要求，在频点设置时就进行了反复考虑，在一次变频以后，加入了腔体滤波器对杂散和交调分量进行抑制。在第二次变频之前设计了7．2GHz的微带低通滤波器。并在第二次混频之后，对3GHz带宽进行划分，并使用了6路开关滤波器组对二次变频生成的杂谐波分量进行抑制。对于第三次变频，则设计了针对三本振的25．8GHz微带带通滤波器抑制本振以外

3、的杂谐波，并在输出端加入了腔体滤波器，对三次变频输出进行滤波处理。最终实现了在输入140MHz信号时，输出30～33GHz的宽带低杂散信号。部分电路使用了ADS和HFSS等软件对电路进行设计优化与仿真，最终实现了C频段变频通道、小型化Ka变频通道等部件。并使用Protel，AutoCAD、Solidworks等工具软件进行电路和结构设计。从测试结果看，整个设计符合指标要求。关键词：Ka频段宽带上变频系统硕士论文AbstractIIlthispaper,aresearchhasbeenmadeonasmallstep，broadbandan

4、dlowspuriousKa-bandBlock-Up·Converter(BUC)system．Thissystem，asanecessarypartofsatellitecommunications，isdesignedtoshiftthespectrumof140MHzsignaltoKa-band谢mnodistortion．Consideredsystemperformance,wedecidetorealizetheBUCwiththreefrequencyconversionsatlastaftercontrastofsev

5、eralproposals．Thispaperdiscussesthemillimeter-wavecommunicationanditscharacteristics，andsummarizesthecurrentdevelopmentathomeandabroadontheKa-bandfrequencyconversionsystem，andthendesignoftheC-bandandminiaturizedKa-bandmoduleisintroduced．Withregnardtobroadbandrequirementso

6、fthesystem，weextendsignalbandwidthtoIOOMHzand3GHzrespectivelyinthefirsttwofrequencyconversions．Thenthethirdfrequencyismadetogetanoutputsignalat30～33GHz．Weaddallanalogvariablegainamplifieratthe140MHzinput,anduseexternalDAtocontrolittogetgoodgainflatness．Also900din-bandcomp

7、onentsanddevicesarechoseindesign．Particularly,theKa-bandup．conversionmodule，ismadeofMMICchipwithgoodflatness．Whensettingupthefrequencyconversionpoints，wethinkfortwicefortherequirementofthelowspurious．AcavityfilterisaddedtosuppressthespuriousandintermodulationpartsaRerthef

8、irstconversion．A7．2GHzmierostriplinelowpassfilterisdesignedtoreduceIFSpuriousbeforethesecondfreq