線性相位接收機前端子系統(tǒng)的研究.pdf

1、現(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展對接收機系統(tǒng)指標提出了更高的要求，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)具有等群時延特性以提高通信質量。高溫超導線性相位接收機具有傳統(tǒng)接收機無法比擬的優(yōu)越性能，在具有較高頻率選擇性的同時，在系統(tǒng)通帶內(nèi)呈現(xiàn)出等群時延特性，應用于未來通信系統(tǒng)中將能大幅改善系統(tǒng)靈敏度，提高頻譜利用率，擴充系統(tǒng)容量，降低通信誤碼率。
　　本文目標為研制工作頻段825MHz~835MHz商用CDMA高溫超導線性相位接收機

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

3、相位準橢圓函數(shù)響應濾波器的耦合系數(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構造一種特殊結構多曲折線諧振器，設計出工作頻率為825MHz~835MHz滿足指標要求的12階準橢圓函數(shù)響應線性相位濾波器。
　　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參數(shù)，筆者無法獲取設計低溫低噪聲放大器所需的晶體管和集總元件低溫下的準確參數(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

4、計，并最終通過實驗調試使低噪聲放大器能在低溫下穩(wěn)定工作。設計中在CLNA的偏置網(wǎng)絡中引入R-L-C選頻結構，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)進行測試。由于加工制作、材料參數(shù)及設計等諸多誤差存在，造成超導線性相位濾波器測試結果與設計值有一定偏差，測試時，通帶偏低約2MHz（設計時通帶為825~835MHz，

5、測試時通帶為823~833MHz），且濾波器通帶內(nèi)回波損耗與設計值相比有明顯惡化。前端子系統(tǒng)測試最佳噪聲系數(shù)為0.61dB，群時延波動小于±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壓縮點約14.9dBm，輸出功率三階交調截斷點OIP3約為25dBm?？傮w而言，測試值與設計值基本吻合，展示了超導接收機前端子系