發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 17:40

　　 隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,通信中對(duì)其所傳輸信號(hào)的要求日益增高,天線技術(shù)也隨之不斷優(yōu)化革新。相控陣天線具有波束靈活性、自適應(yīng)模式的優(yōu)點(diǎn),并能同時(shí)監(jiān)視跟蹤目標(biāo),以上特性使其在雷達(dá)方面得到了廣泛應(yīng)用。其中有源相控陣因?yàn)閾p耗小、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)使其相對(duì)于無源相控陣有著更大的優(yōu)勢與發(fā)展前景。而整個(gè)有源相控陣研究的關(guān)鍵便是收發(fā)組件中的移相電路的設(shè)計(jì)。因此,本文基于本振移相技術(shù)提出并設(shè)計(jì)了一種工作頻率為11.7-12.75GHz衛(wèi)星頻段的16通道有源相控陣接收組件。通過對(duì)比分析各種應(yīng)用于相控陣的移相技術(shù),本文設(shè)計(jì)了一種將數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)和鎖相環(huán)(PLL)相結(jié)合的本振移相方案。這種方案能夠產(chǎn)生高相位分辨率、低雜散的本振信號(hào),從而進(jìn)行相位控制。首先對(duì)相控陣接收組件中低噪放、濾波器等各電路模塊設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)中采用NXP公司的TFF1014芯片實(shí)現(xiàn)PLL和混頻的功能,這種設(shè)計(jì)方法極大程度簡化了電路,縮小了接收板的面積,有利于小型化及電路集成。此外,在接收板中采用4片AD9959芯片提供DDS輸出信號(hào),為了保證16通道本振信號(hào)的同步,在電路中添加了異或門電路,利用異或門電路和AD9959芯片內(nèi)部的手動(dòng)同步模式相結(jié)合的方式完成對(duì)DDS芯片的同步操作。最后,對(duì)基于以上設(shè)計(jì)方案的有源相控陣實(shí)際電路接收組件進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)和測試校準(zhǔn)。測試結(jié)果表明該系統(tǒng)在1.1-2.15GHz的所需中頻頻帶內(nèi)具有良好的頻譜特性。通道增益超過40dB,并且各通道增益差值小于4dB。在設(shè)計(jì)過程中,本文還提出了一種新的校準(zhǔn)方法,該校準(zhǔn)方法基于最小二乘法的思想,充分考慮到輸出信號(hào)中所夾雜噪聲的影響,利用該校準(zhǔn)方案,對(duì)16通道接收板進(jìn)行了準(zhǔn)確高效的相位校準(zhǔn),使得各通道初始相位保持一致。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN958.92
【部分圖文】：

第二章 相控陣天線接收組件其他芯片均作為待同步的從芯片。此時(shí)配置的主芯片能夠在 SYNC_OUT為四分之一系統(tǒng)時(shí)鐘頻率并且脈沖寬度與一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘相等的脈沖，將該片的 SYNC_IN 管腳，從芯片在自動(dòng)同步模式時(shí)會(huì)將 SYNC_IN 管腳輸入內(nèi)部四分頻信號(hào)進(jìn)行比較。若信號(hào)相位與主設(shè)備不同，從芯片內(nèi)部會(huì)自動(dòng)時(shí)鐘周期，實(shí)現(xiàn)其系統(tǒng)時(shí)鐘四分頻信號(hào)的 90°移相，直至從芯片和主芯片9959 的芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)提供出如圖 2-6 所示的利用 AD9510 芯片進(jìn)行同步的路中，利用 AD9510 為不同的 AD9959 芯片提供相同的輸入時(shí)鐘頻率，同輸出的 SYNC_OUT 信號(hào)利用 AD9510 精密延時(shí)，同相的分配給不同從_IN 管腳。由于 AD9510 芯片所能提供的精密延時(shí)通道數(shù)目較少，從芯片制。

圖 2-7 利用異或門實(shí)現(xiàn) DDS 芯片同步電路2-7 所示，本文提出的本振移相的有源相控陣接收組件共使用了 4三片異或門芯片進(jìn)行同步。同步過程中，兩兩信號(hào)對(duì)比，在對(duì)兩時(shí)，要求將這兩個(gè)芯片的 SYNC_CLK 管腳等長布線至異或門的對(duì)信號(hào)同步帶來的影響。時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)異或門比較后將輸出電壓發(fā)化為數(shù)字信號(hào)。若兩輸入信號(hào)同相，則經(jīng)過異或門比較后，輸出輸入信號(hào)存在相位差，則異或門輸出高電平。利用單片機(jī)循環(huán)判信號(hào)為高電平，則利用手動(dòng)軟件同步，向 I/O_UPDATE 管腳發(fā)K 完成 90°的相移，直至異或門輸出的比較信號(hào)為低電平時(shí)，芯片方式，4 片 DDS 芯片兩兩同步，直至所有異或門輸出電壓為低。方案的相位分辨率中采用的AD9959芯片是相位分辨率位數(shù)M為14位的DDS芯片， PLL 是利用 25MHz 輸入?yún)⒖碱l率設(shè)計(jì)輸出 10.6GHz 的本振信號(hào)0.6GHz 和 25MHz 的比值。若直接利用 DDS 輸出 25MHz 的參考噪聲的惡化后整機(jī)相位分辨率理論值為：

MGF4941噪聲、增益與偏置電流的關(guān)系
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本文編號(hào)：2891767