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毫米波引信前端收发组件

喻梦霞  
【摘要】: 本文研究的毫米波收发组件是引信前端的重要组成部分。本文的工作围绕毫米波引信前端收发组件及其关键部件的研究展开。 本文首先阐述了毫米波引信前端收发组件的工作原理,根据收发组件的技术指标,按照组件的设计原则提出了具体的设计方案,给出了组件的结构框图,并把组件分为几大模块来进行设计。 本文研究了与组件相关的一些平面无源电路。设计了用于组件各模块电路及毫米波单片功率放大器中的微带功率分配/合成器;提出了几种新型的微带带通滤波器结构,给出了仿真和测试结果;其中一种在毫米波上实现的新型微带带通滤波器,通过加载电容而出现慢波效应,从而在不改变电路性能的情况下减小了电路的尺寸,因而使组件的结构安排更易实现。本文通过高频分析软件HFSS对引起对脊鳍线过渡谐振的几个参数进行了分析,得出了可供工程应用参考的设计曲线。此外,采用准静态模型计算了微带到微带互连双线结构的高频特性,其结果对毫米波微带集成电路的设计具有重要价值。本文还介绍了MMIC设计中常用的电容、电感和电阻等多种无源元件,给出了它们的等效电路模型和设计方法。 通过运用PHEMT有源器件模型,设计、仿真、优化并通过国内自有的GaAs工艺线制做了Ka频段GaAs PHEMT单片功率放大器。 讨论了输出功率较小的乙类倍频器,简述了微波场效应晶体管倍频器的理论,对倍频源相位噪声的影响作出了分析,获得了组件所需的毫米波倍频源。 在介绍了微波集成混频器通常采用的肖特基势垒二极管的结构及等效电路的基础上,介绍了混频器的混频原理、主要技术指标及基本电路形式。 毫米波0-π移相器是组件的关键部件之一,其性能的好坏将直接影响到组件的指标。本文研究了毫米波0-π移相器的移相误差、寄生调幅和开关时间对载波抑制度的影响,得出了有用的结论来指导毫米波0-π移相器的设计,最后的测试结果显示了理论分析的正确性。 最后在前面单个部件分析设计的基础上,设计制作并测试了毫米波引信前端收发组件,测试结果显示本文所研制的收发组件完全满足项目技术指标要求。


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