近年來,氣象領域的專家提出了利用城市微波網絡監(jiān)測城區(qū)降雨情況的研究方向,通過對微波網絡路徑上雨衰值的測量,以及雨衰與路徑雨強關系模型的建立,來反演得到微波路徑上的雨強信息。5G時代到來,毫米波頻段的微波信號對雨、雪等降水粒子更加敏感,利用這些商用鏈路進行降雨觀測也更加具有現實意義。但是,出于基站覆蓋半徑短的實際情況,以及提高降雨反演精度的需求,需要實現在短距離測量微弱雨衰值的目標。本文提出一種從增益和噪聲兩個方面改進的硬件設計方案,通過提高射頻前端電路的增益以及降低噪聲,實現對微弱信號的接收與識別。主要硬件方案包括低副瓣陣列天線、低噪聲功率放大器和高選擇性帶通濾波器等三個部分。首先設計了 X波段低副瓣陣列天線,設計結果為工作帶寬大于1GHz、3dB波束寬度約20°、副瓣電平-16.2dB以及增益17.3dBi。其次,設計了 X波段低噪聲功率放大器,設計結果為9.5GHz～10GHz頻段內輸入回波損耗低于-10dB、增益大于32dB、增益平坦度1.5dB以及噪聲系數低于1.8。最后,設計了高選擇性帶通濾波器,設計結果為通帶帶寬9.6GHz～10.4GHz、輸入回波損耗基本小于-10dB、... 

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【學位級別】：碩士

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摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 應用背景與研究意義
    1.2 微波雨衰特性測量降雨原理
        1.2.1 微波雨衰模型
        1.2.2 微波鏈路實測雨衰值提取
    1.3 指標要求與設計方案
    1.4 本文的主要工作
第二章 低副瓣陣列天線設計
    2.1 微帶天線基本理論
        2.1.1 微帶天線的輻射特性
        2.1.2 微帶天線的饋電方式
        2.1.3 微帶天線的分析方法
    2.2 X波段低副瓣微帶陣列天線設計
        2.2.1 天線具體的設計流程
        2.2.2 陣列天線單元的設計
        2.2.3 低副瓣天線設計方法
        2.2.4 陣列饋電形式與設計
        2.2.5 天線陣列的設計
    2.3 本章小結
第三章 X波段低噪聲放大器設計
    3.1 微波低噪聲放大器的理論基礎
        3.1.1 噪聲系數與噪聲溫度
        3.1.2 穩(wěn)定性
        3.1.3 增益
        3.1.4 端口駐波比
        3.1.5 動態(tài)范圍和1dB壓縮點
        3.1.6 三階截斷點
    3.2 低噪聲放大器設計指標
    3.3 直流偏置電路
    3.4 穩(wěn)定性設計
    3.5 匹配電路設計
        3.5.1 輸入匹配電路設計
        3.5.2 級間匹配電路設計
        3.5.3 輸出匹配電路設計
    3.6 三級級聯仿真
    3.7 低噪聲放大器的版圖優(yōu)化及與原理圖聯合仿真
    3.8 本章小結
第四章 新型高選擇性帶通濾波器設計
    4.1 微帶濾波器簡介與原理
    4.2 微波濾波器基本技術指標
    4.3 基于ADS微帶發(fā)夾型帶通濾波器的設計
        4.3.1 高選擇性發(fā)夾型帶通濾波器的設計
        4.3.2 抑制帶通濾波器寄生通帶的設計
        4.3.3 提高微帶發(fā)夾型帶通濾波器選擇性的設計
        4.3.4 版圖仿真
    4.4 本章小結
第五章 系統聯合仿真
    5.1 低噪聲放大器與帶通濾波器聯合仿真
    5.2 前端電路聯合仿真
第六章 總結與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 不足與展望
參考文獻
致謝
個人簡介



本文編號：3731652