六端口測距系統(tǒng)射頻前端研究與設(shè)計(jì).pdf

1、基于六端口技術(shù)的零中頻接收機(jī)在無線通信領(lǐng)域中得到越來越廣泛的運(yùn)用，利用六端口解調(diào)技術(shù)將射頻接收信號直接解調(diào)到基帶信號，一方面A&D器件不需要工作在射頻的頻段，另一方面也避免了使用鑒相器等昂貴的微波器件，由于這些優(yōu)點(diǎn)，我們對六端口測距系統(tǒng)射頻前端進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，并對構(gòu)成前端的超寬帶Vivaldi天線，六端口結(jié)，本振源等主要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　本論文的工作內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)部分：
　　1，六端口接收機(jī)系統(tǒng)的分析與研

2、究，綜合分析了各種接收機(jī)的優(yōu)劣點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上闡述了直接變頻接收機(jī)采用六端口技術(shù)的原理與優(yōu)勢，推導(dǎo)了六端口技術(shù)的解調(diào)公式，并在最后提出了六端口技術(shù)在短距離微小移動距離測量的運(yùn)用，對測距的原理和解調(diào)方法作出理論的推導(dǎo)。
　　2，六端口系統(tǒng)中最為核心的六端口結(jié)，本文設(shè)計(jì)了基于Wilkinson功分器和耦合器的微帶結(jié)構(gòu)的六端口結(jié)，仿真了由一個(gè)Wilkinson功分器和三個(gè)耦合器組成的六端口結(jié)結(jié)構(gòu)，工作頻帶在5.6GHz-6.2GHz，并對

3、其進(jìn)行了仿真和實(shí)物加工，仿真和實(shí)測數(shù)據(jù)吻合，在整個(gè)頻段內(nèi)仿真數(shù)據(jù)1,2兩端口的傳輸損耗系數(shù)優(yōu)于-7dB，四個(gè)輸出端口的相位差在頻段內(nèi)保持穩(wěn)定，測試數(shù)據(jù)中兩端口傳輸損耗系數(shù)優(yōu)于-7.5dB，本振與射頻端口隔離度優(yōu)于-20dB。
　　3，超寬帶Vivaldi天線的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了兩款超寬帶Vivaldi天線，工作頻率是4GHz-11GHz，兩種結(jié)構(gòu)分別為傳統(tǒng)的Vivaldi天線和新型的Vivaldi天線,在傳統(tǒng)的Vivaldi天線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

4、上，針對天線在低端和高端頻率處的增益下降，分別采用了矩形縫隙和零折射率超材料結(jié)構(gòu)加載的方法提高了天線在低端和高端的增益，并對兩款天線進(jìn)行了制作和測試，天線的駐波比均位于2以下，新型天線的增益在全頻段基本達(dá)到10dBi以上，測試仿真結(jié)果基本吻合。
　　4，點(diǎn)頻（5.8GHz）頻率源的設(shè)計(jì)，根據(jù)基于六端口技術(shù)射頻前端的分析，天線的發(fā)射和六端口結(jié)的本振輸入端需要的是同一個(gè)頻率的信號源，為此設(shè)計(jì)了該點(diǎn)頻源，確定了點(diǎn)頻源采用了PLL技術(shù)來實(shí)