衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)射頻部分研究與實(shí)踐.pdf

1、近年來，隨著氣候、能源、政治、軍事等多個領(lǐng)域的需求，衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有著越來越廣闊的應(yīng)用前景。發(fā)生在2004年年底的東南亞大海嘯使得如何有效地建立起自然災(zāi)難的預(yù)警系統(tǒng)已成為當(dāng)前各國關(guān)心的一個熱門話題；如何對西北等偏遠(yuǎn)的無人區(qū)域的礦產(chǎn)資源進(jìn)行常年的考察和數(shù)據(jù)的搜集整理；如何以最小的代價達(dá)到最大程度的抑制恐怖主義活動的目的；另外，在軍事領(lǐng)域，如何廣泛地搜集相關(guān)情報也是一個關(guān)鍵的問題。衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在這些領(lǐng)域都有著不可替代的優(yōu)勢?；诋?dāng)前這

2、樣的背景，本文研究了衛(wèi)星接收系統(tǒng)中射頻電路部分的實(shí)現(xiàn)。 本文首先介紹了如何至上而下的從總體上設(shè)計(jì)衛(wèi)星接收機(jī)，并根據(jù)具體的鏈路預(yù)算、干擾情況等等提出總的技術(shù)指標(biāo)，并將該總指標(biāo)分配到每一個具體電路單元，然后又闡述如何至下而上的利用ADS軟件來仿真和驗(yàn)證該指標(biāo)的可行性和正確性。 文章又從細(xì)節(jié)上具體的介紹了每個電路單元的設(shè)計(jì)方法和理論依據(jù)，并都給出了相應(yīng)的實(shí)際結(jié)果。首先是室外單元(低噪聲下變頻器)，其包括低噪聲放大器，L波段鎖相

3、頻率合成器和濾波器等，文章第三章重點(diǎn)闡述了L波段低噪聲放大器的設(shè)計(jì)、仿真和實(shí)踐，選用AgilentPHEMT管子ATF54143作為前級放大，后面級聯(lián)了兩級MMIC，最終設(shè)計(jì)結(jié)果為噪聲系數(shù)2dB，增益大于45dB。 室內(nèi)單元則重點(diǎn)介紹如何設(shè)計(jì)低相噪的鎖相頻率合成器，首先對于鎖相環(huán)的原理作了詳細(xì)的分析，然后選擇高性能、低成本、結(jié)構(gòu)簡單的方案實(shí)現(xiàn)鎖相源，本文采用的是AD公司ADF4112和ADF4001分別設(shè)計(jì)了1.6GHz和140

4、MHz鎖相源，并對實(shí)際的鎖相源模塊的相位噪聲和頻率穩(wěn)定度進(jìn)行測量均優(yōu)于系統(tǒng)性能指標(biāo)的要求。 詳紹分析了DDS的輸出頻譜以及相位噪聲和雜散對DDS頻譜特性的影響。選擇AD9851作為電路的DDS設(shè)計(jì)部分，設(shè)計(jì)并且完成了該電路。經(jīng)過調(diào)試后，測試得到的結(jié)果達(dá)到了課題的指標(biāo)要求。 詳細(xì)闡述了鎖相接收機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，即頻率的快速捕獲和跟蹤，本文選用了一種新型高效的開關(guān)鑒相器，其效率比一般的乘法器要高，而且成本低，非常適合在民品中使用