UHF頻段高性能接收機前端系統(tǒng)研究.pdf

1、現(xiàn)代通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展對接收機的靈敏度、選擇性和動態(tài)范圍等都提出了越來越高的要求。要求接收機系統(tǒng)有良好的選擇性以抑制帶外信號的干擾和提高頻帶利用率，同時要求接收機有較低的噪聲系數(shù)以提高系統(tǒng)對微弱信號的檢測能力(即靈敏度)和動態(tài)范圍。然而在窄帶情況下，靈敏度和選擇性的統(tǒng)一是很難做到的，可以說兩者是相互矛盾的。高溫超導接收機成為解決這一問題的突破口。
　　 本文研究了UHF頻段低端窄帶低噪聲高溫超導前端接收系統(tǒng)。要求系統(tǒng)工作頻帶為4

2、15MHz～420MHz，噪聲系數(shù)小于0.9dB。常規(guī)方法無法實現(xiàn)這樣的選擇性和噪聲系數(shù)指標。
　　 本前端系統(tǒng)主要由前端高溫超導濾波器、工作于液氮溫區(qū)的低噪聲放大器及制冷系統(tǒng)組成。由于工作頻段低，帶來如下設計難點：第一，濾波器的物理尺寸過大，而實驗室現(xiàn)有的超導基片的最大尺寸僅3英寸。第二，由于工作溫度的限制，低噪放采用pHEMT晶體管。在本設計的頻段上，pHEMT器件穩(wěn)定性、駐波性能都很差。解決第一個難點需采用濾波器小型化技術(shù)

3、。論文通過曲折線、電容加載、內(nèi)部耦合三種措施來實現(xiàn)濾波器物理尺寸的壓縮。針對第二個難點，論文采用源極串聯(lián)負反饋來弱化放大器噪聲性能和駐波性能之間的矛盾，并增強穩(wěn)定性。在此基礎上，通過外加輸出并聯(lián)電阻性負載最終實現(xiàn)了放大器無條件穩(wěn)定。
　　 研制出的高溫超導接收機前端系統(tǒng)樣機，在75K工作溫度下實測技術(shù)指標如下：通帶415MHz～420MHz，通帶內(nèi)噪聲系數(shù)＜0.8dB，通帶內(nèi)反射系數(shù)＜-15dB，增益約18dB，最小可檢測信號約