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          Ku波段雙饋源高頻頭的設(shè)計

          作者: 時間:2011-11-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          3.介質(zhì)穩(wěn)頻振蕩器的

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/178448.htm

            介質(zhì)穩(wěn)頻振蕩器是利用微波介質(zhì)諧振器做為高Q腔對FET振蕩器進行穩(wěn)頻的振蕩器。近年來,用作介質(zhì)諧振器的低損耗材料有了非常大的進步,介質(zhì)諧振器Q值已接近金屬空腔諧振器,而且它的溫度系數(shù)可以利用不同的材料配方來控制,以使其達到和FET電路相互補償?shù)淖饔?,因此可以獲得很高的頻率穩(wěn)定度。而且它的體積小、重量輕,容易和微帶電路部件集成使用。我們的介質(zhì)穩(wěn)頻振蕩器采用的電路形式是反饋式的電路,用的是微波砷化鎵場效應(yīng)管做為振蕩管,介質(zhì)振蕩器用做高Q穩(wěn)頻腔,這種的方案其主要優(yōu)點是一次產(chǎn)生主振功率,沒有低于主振頻率的分諧波干擾,而且體積小、結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、元氣件數(shù)量少、可靠性高。

            介質(zhì)振蕩器的基本原理是在不加介質(zhì)諧振器時,F(xiàn)ET電路是微波放大器的工作狀態(tài),此時沒有振蕩,為獲得自激振蕩,把介質(zhì)諧振器放置在輸出微帶線和輸入微帶線之間,通過磁場耦合把輸出功率的一部分反饋到柵極,當(dāng)反饋相位和反饋功率合適時將產(chǎn)生振蕩。介質(zhì)諧振器相當(dāng)于窄帶帶通濾波器,在介質(zhì)諧振器的中心頻率上,反饋最強,相位合適。改變柵極和漏極微帶線的夾角和介質(zhì)的位置將同時改變反饋相位和功率,需反復(fù)湊試才能獲得最佳結(jié)構(gòu)位置。

            振蕩器的設(shè)計包括輸出匹配電路和輸入匹配電路,介質(zhì)諧振器與微帶線耦合以及到FET的距離L等。我們通過ADS軟件仿真,做試驗,反復(fù)仿真、做試驗驗證,最后達到的介質(zhì)穩(wěn)頻振蕩器的主要設(shè)計指標(biāo)如下:

           ?、俦久}振標(biāo)稱頻率:

            10.75GHz±1MHz

           ?、诒菊穹€(wěn)定度:

            10.75GHz±2MHz

            (一40℃—+60℃)

           ?、郾菊裣辔辉肼暎?/p>

            ≥60dB(@/1KHz)

            ≥85dB(@/10KHz)

            ≥lOOdB(@/100KHz)

           ?、芤槐菊裥孤峨娖剑?/p>

            ≤一50dBmw

            4饋源設(shè)計

            按照一體化的要求,需要將反射面天線的饋源與下變頻器設(shè)計成一體,下行信號被天線饋源接收后通過波導(dǎo)同軸變換直接送入下變頻器,完成頻率轉(zhuǎn)換。設(shè)計中天線饋源使用圓錐波紋喇叭,采用變槽深、槽寬的寬帶技術(shù),使之在帶寬為1.05GHz的信號頻帶寬內(nèi)擁有良好的VSWR和輻射特性。HI SS仿真設(shè)計的結(jié)果見圖1、2、3。

            由于衛(wèi)星工作于室外,其工作溫度范圍應(yīng)達到一40?C~60℃,相對濕度應(yīng)滿足10%--100%,饋源口應(yīng)做密水處理。

            產(chǎn)品創(chuàng)新性、先進性

            1. 腔體的設(shè)計

            根據(jù)客戶的要求,他們需要同時接收兩顆衛(wèi)星上的信號。針對客戶的特殊要求,在產(chǎn)品方案的設(shè)計中我們采用了的設(shè)計方案來實現(xiàn)同時接收兩顆星的信號,利用反射面天線偏焦饋電技術(shù)實現(xiàn)兩個夾角有一定度數(shù)的波束。.(分別用—個饋源接收一顆衛(wèi)星上的信號)。在設(shè)計過程中需要重點解決兩顆衛(wèi)星信號波束相互干擾等問題。

            2. 低噪聲

            使用Microwave office和ADS進行仿真和優(yōu)化,設(shè)計的的總噪聲系數(shù)NF≤0.8dB。

            3. 功耗低

            高頻頭的未來發(fā)展趨勢之一是低功耗,在輸入電壓為l3/18V的情況下,我們研發(fā)的高頻頭由于采用集成度高,低電流的管子,使其整機的供電電流Imax120mA。

            4. 新穎性

            該產(chǎn)品由四創(chuàng)公司獨立自主研發(fā),從腔體和饋源口的設(shè)計、方案選擇、電路設(shè)計、元器件的選用、PCB板制作和產(chǎn)品外觀的設(shè)計上,在國內(nèi)外市場上尚無雷同產(chǎn)品,其新穎獨特的外型必將受到廣大客戶的認(rèn)同。

            5. 利潤高

            設(shè)計中我們大量采用國產(chǎn)和臺灣的元器件,嚴(yán)格控制產(chǎn)品的成本。產(chǎn)品的材料成本小于5美金,而在國外市場該產(chǎn)品的售價約為10美金左右。利潤空間較大。

            6.可靠性好

            由于衛(wèi)星高頻頭為室外使用產(chǎn)品,工作環(huán)境惡劣,對產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)有很高的要求。為確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性,在設(shè)計確認(rèn)過程中我們完成了以下試驗:

            (1)24小時浸水試驗——未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象:

            (2)—40 ℃和60 ℃連續(xù)拷機l 2個小時——本振穩(wěn)定在f0±1.5MHz內(nèi).無自激現(xiàn)象:

            (2) 室外通電連續(xù)工作30個工作日——性能指標(biāo)正常。無異常現(xiàn)象出現(xiàn)。

            通過以上的實驗檢驗了產(chǎn)品在客戶端的使用可靠性。

            總結(jié)

            通過我們十幾年在高頻頭行業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)、市場等各方沉淀,形成的對高頻頭產(chǎn)品的深刻見解,以客戶實際使用為客觀條件,成功開發(fā)了一款Ku雙饋源衛(wèi)星高頻頭,實現(xiàn)了設(shè)計指標(biāo)。通過與國際市場上同類產(chǎn)品相比,我們研發(fā)的雙饋源Ku高頻頭在噪聲系數(shù)、本振穩(wěn)定度、增益平坦度等主要性能指標(biāo)上,擁有明顯的性能指標(biāo)優(yōu)勢,是一款優(yōu)良的高性價比的Ku波段下變頻器。產(chǎn)品目前在國內(nèi)技術(shù)上處于領(lǐng)先地位,在國際上也是很右競爭優(yōu)勢的產(chǎn)品。


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