140 GHz高速无线通信技术研究

太赫兹频段的宽带特性使得其在高速无线通信领域存在巨大的应用潜力,当前太赫兹通信存在的主要问题是辐射功率低、大气衰减严重及调制解调困难。该文在提出了基于肖特基二极管次谐波混频技术+16 QAM高速数字调制解调技术的太赫兹波超高速信息传输系统实现方案,该方案提高了太赫兹通信的频谱效率。并在国内首次实现了140 GHz无线通信实验系统,以实验方法验证了太赫兹信道的幅相失真特性完全满足高阶数字信号的传输要求。该系统在0.5 m距离上实现了10 Gbps无线传输实验和高清视频传输,辐射功率-3 dBm,系统误码率小于1e-6。     

140 GHz关键射频组件研究

在基于超外差体制的太赫兹无线通信系统接收机和发射机中,混频器、滤波器和本振源是决定系统性能的关键器件。本文分别针对基于肖特基二极管技术的140 GHz次谐波混频器、基于微机电系统（MEMS）体硅工艺的140 GHz带通滤波器和V波段毫米波本振倍频源的仿真设计和关键工艺开展了研究。测试结果表明：140 GHz次谐波混频器单边带转换损耗为26 dB,140 GHz带通滤波器的带内插损为8 dB,V波段毫米波本振倍频源最大输出功率大于50 mW（63.2 GHz~67.2 GHz）。     

三毫米波二倍频器研究

本文首先分析了用于非线性电路设计的谐波平衡法基本原理。利用微波辅助设计软件HP Advanced System进行谐波平衡法优化倍频器电路,设计、制作了毫米波微带集成倍频器并展开了实验研究。     

高码速率锁相FM解调器设计

采用了集限幅器和锁相环于一体的专用集成锁相环、七阶巴特活兹LC低通滤波器及运算放大器电路构成了一个用于S波段再入微波遥测接收机的PCM-FM锁相环路解调器，并得到了很好的实验结果。     

Q 波段波导环形电桥的设计与实现

本文介绍了一种采用波导来实现的环形电桥的设计与实现方法。它是在基于微带环形电桥的奇偶模分析的基 础上,用矩形波导代替微带线,实现了Q 波段的环形电桥,环路电桥的输入输出端口均为BJ400 波导。其中为了改 善输入端口的反射,在输入端口的不连续性处加入了一个销钉,销钉的尺寸由HFSS 优化仿真确定。实测结果得到, 在43-46GHz 范围内,环形电桥的反射小于-20dB,输出端口的传输系数均大于-3.4dB,隔离度大于20dB。从测量结 果可以看出,与微带线的实现方式相比,波导环形电桥具有更小的传输损耗。     

三毫米波二倍频器研究

本文首先采用时域有限差分法,利用ｍｕｒ吸收边界条件,从理论上分析了毫米波均匀微带传输线的传输特性。同时,对毫米波微带开路终端,缝隙,宽度跳变等不连续性分别进行了不连续性的场分析,并计算出了各种不连续性的传输特性。在分析了倍频器的基本工作原理和深入理解非线性电路分析的谐波平衡法的基础上,利用计算机进行谐波平衡法优化倍频器电路,设计,制作了毫米波微带集成倍频器并开展了实验研究。     

采用90°分支电桥的C波段预失真线性化器

为了改善功率放大器的三阶交调失真,提出了一种基于90°分支线电桥的C波段预失真线性化器,使用肖特基二极管产生非线性信号。通过改变线性化器的偏置电压及电容,可调整线性化器的增益扩张和相位延迟特性,与功放级联后对功放的三阶交调失真有改善作用。将该线性化器应用到工作频率为7 GHz,饱和功率为20 dBm的放大器上,在输出功率回退5 dBm处对放大器的三阶交调有10 dBc的改善。     

三毫米波三倍频器研究

本文首先分析了用于非线性电路设计的谐波平衡法基本原理。利用微波辅助设计软件ＨＰ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ进行谐波平衡法优化倍频器电路，设计、制作了毫米波微带集成倍频器并展开了实验研究。     

基于多通道数据融合的跳频信号频率跳变时刻估计算法

针对低信噪比条件下宽带高速跳频信号的参数估计问题,提出一种多通道数据融合跳频信号频率跳变时刻估计算法。该算法利用无盲区数字信道化预处理实现宽带跳频信号的全概率、全盲接收,通过数据融合得到一路包含全部频率跳变信息的参考信号,并利用该参考信号进行最大似然估计得到频率跳变时刻精确估计值。给出了所提出跳变时刻估计算法的Cramer-Rao下界并进行实验仿真。理论推导和仿真结果表明:针对一定的输入信噪比,适当选择信道化数和估计时间可实现较高的估计精度。在0dB信噪比条件下,采用16通道数字信道化处理,估计方差小于10-3。      

小数分频频率合成器的计算机辅助设计

通过介绍小数分频频率合成器的基础理论，详细阐述了利用Agilent公司的ADS软件进行小数频率合成器的计算机辅助设计与过程。仿真结果表明，运用ADS仿真模拟有利于提高电路设计和制造水平，对实际中应用小数分频频率合成技术具有较好的借鉴意义。