線性相位接收機(jī)前端子系統(tǒng)的研究.pdf

1、現(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展對接收機(jī)系統(tǒng)指標(biāo)提出了更高的要求，不僅要求有較高的靈敏度和選擇性，而且要求在系統(tǒng)工作頻帶內(nèi)具有等群時(shí)延特性以提高通信質(zhì)量。高溫超導(dǎo)線性相位接收機(jī)具有傳統(tǒng)接收機(jī)無法比擬的優(yōu)越性能，在具有較高頻率選擇性的同時(shí)，在系統(tǒng)通帶內(nèi)呈現(xiàn)出等群時(shí)延特性，應(yīng)用于未來通信系統(tǒng)中將能大幅改善系統(tǒng)靈敏度，提高頻譜利用率，擴(kuò)充系統(tǒng)容量，降低通信誤碼率。
　　本文目標(biāo)為研制工作頻段825MHz~835MHz商用CDMA高溫超導(dǎo)線性相位接收機(jī)

2、前端子系統(tǒng)，子系統(tǒng)主要包括高溫超導(dǎo)線性相位濾波器和低溫（溫度為70K）低噪聲放大器（CLNA）兩個(gè)模塊。前端子系統(tǒng)主要要求在偏離通帶邊緣2MHz時(shí)帶外抑制度達(dá)到55dB以上，在系統(tǒng)中心有效帶寬50％頻帶（827.5MHz~832.5MHz）內(nèi)群時(shí)延波動(dòng)小于±10ns，子系統(tǒng)噪聲系數(shù)小于0.9dB。
　　針對目前尚沒有復(fù)雜交叉耦合線性相位濾波器的設(shè)計(jì)原型參數(shù)的情況，先借助于相關(guān)微波電路仿真軟件ADS，自行綜合出一種交叉耦合自均衡線性

3、相位準(zhǔn)橢圓函數(shù)響應(yīng)濾波器的耦合系數(shù)矩陣。根據(jù)綜合出的耦合系數(shù)矩陣，利用電磁仿真軟件IE3D構(gòu)造一種特殊結(jié)構(gòu)多曲折線諧振器，設(shè)計(jì)出工作頻率為825MHz~835MHz滿足指標(biāo)要求的12階準(zhǔn)橢圓函數(shù)響應(yīng)線性相位濾波器。
　　由于目前常見晶體管和集總元件（電阻、電容、電感）廠商提供的是元件在室溫附近的各項(xiàng)參數(shù)，筆者無法獲取設(shè)計(jì)低溫低噪聲放大器所需的晶體管和集總元件低溫下的準(zhǔn)確參數(shù)，所以本文利用晶體管和集總元件室溫下的參數(shù)完成CLNA的設(shè)

4、計(jì)，并最終通過實(shí)驗(yàn)調(diào)試使低噪聲放大器能在低溫下穩(wěn)定工作。設(shè)計(jì)中在CLNA的偏置網(wǎng)絡(luò)中引入R-L-C選頻結(jié)構(gòu)，使低噪聲放大器表現(xiàn)出選頻特性，不僅能改善其全頻帶(1MHz~16GHz)穩(wěn)定性,而且能增強(qiáng)前端子系統(tǒng)的抗干擾性能。
　　最終將制作完成的前端子系統(tǒng)在70K低溫區(qū)進(jìn)行測試。由于加工制作、材料參數(shù)及設(shè)計(jì)等諸多誤差存在，造成超導(dǎo)線性相位濾波器測試結(jié)果與設(shè)計(jì)值有一定偏差，測試時(shí)，通帶偏低約2MHz（設(shè)計(jì)時(shí)通帶為825~835MHz，

5、測試時(shí)通帶為823~833MHz），且濾波器通帶內(nèi)回波損耗與設(shè)計(jì)值相比有明顯惡化。前端子系統(tǒng)測試最佳噪聲系數(shù)為0.61dB，群時(shí)延波動(dòng)小于±15ns的有效帶寬占前端子系統(tǒng)通帶（823~833MHz）的50%以上，在偏離通帶邊緣2MHz時(shí)前端子系統(tǒng)帶外抑制度優(yōu)于62dB，子系統(tǒng)增益約為25.3dB，輸出功率1dB壓縮點(diǎn)約14.9dBm，輸出功率三階交調(diào)截?cái)帱c(diǎn)OIP3約為25dBm?？傮w而言，測試值與設(shè)計(jì)值基本吻合，展示了超導(dǎo)接收機(jī)前端子系