ADS8mm波段收发前端设计与仿真+文献综述(2)
在电子通信中，信号采用的传输方式和信号的传输特性是由工作频率决定的。对于电磁频谱，按照频率从低到高（波长从长到短）的次序，可以划分为不同的频段（参见表1.1），电子通信的发展历程，实际上就是所使用的载波频率由低到高的发展过程。为了有效地传输信息，通信系统需要采用更高的频率，这种需要主要是由下面的因素导致的：
（1）工作频率越高，带宽越大。当工作频率为1GHz时，若传输的相对带宽为10%时，可以传输100MHz带宽的信号；当工作频率为100MHz时，若传输的相对带宽也为10%，只可以传输10MHz带宽的信号。通过比较可以发现，更高的工作频率可以带来更大的带宽。
（2）工作频率越高，天线尺寸越小。当天线尺寸与波长相比拟时，天线的辐射更为有效。提高工作频率可以降低波长，进而可以减小天线尺寸。
（3）射频电路中电感和电容等元件的尺寸较小，从而使得射频设备的体积进一步减小。
射频电路的一大特点是非线性。射频电路的主要组成部分，包括振荡、倍频、混频、功放、调制、解调都是用非线性电路完成的。非线性电路的显著特征是时域上不满足叠加定理，频域上输出新的频率分量，输入信号和输出信号之间成非线性关系。
射频电路的应用极为广泛，包含无线电远程通信、雷达、蓝牙和射频识别等。对于半导体器件和计算机来说，CPU的工作频率已经达到GHz，同样需要考虑在此频率下射频电路的设计问题。
1.3国内外研究现状和发展趋势
1.4 本课题的研究意义及设计目标
目前毫米波技术已经成为世界各国的前沿科学研究方向。毫米波系统在军事、民用通信、射电天文、遥感遥测及生物效应等方面应用越来越广，尤其是在军事方面，成为军用雷达、毫米波精确制导武器的重要组成部分。作为毫米波系统主体部分的收发前端子系统，对整个系统的性能的影响至关重要。
本课题通过对“毫米波收发前端宽带集成电路设计与仿真”掌握微波电路与微波系统设计的方法，熟练微波设计软件(ADS)的应用，学会根据系统参数要求优化设计微波系统。
图1.4.1为本课题系统框图，该收发前端的技术要求为：
工作频率： Ka波段
本振频率：9.9GHz，通过四倍频达到Ka波段
发射机输出功率：Pout≥200mW
发射机输出f0=39.6GHz，B=400MHz
接收机噪声系数NF≤3.5dB
中频放大G≥70dB
中频带外抑制≥40dB
图1.4.1 8mm波段收发前端系统框图
第二章 8mm波段收发前端无源电路设计
2.1 滤波器的原理及设计
滤波器的作用是从具有不同频率成分的信号中，过滤出具有特定成分的信号，是射频电路中最基本、最常用的射频器件，它可以由微带线构成，也可以由电感、电容等集总参数元件构成。由于本课题只是对系统电路进行仿真，故采用集总参数元件来设计滤波器。
2.1.1滤波器基本原理及主要参数指标
滤波器的基础是谐振电路，它是一个二端口网络，对通带内频率信号呈现匹配传输，对阻带频率信号失配而产生衰减，从而实现信号频谱的过滤功能。
典型的频率响应包括低通、高通、带通和带阻特性，如图2.1.1所示。
图2.1.1 滤波器的频响曲线示意图
在滤波器中，常用工作衰减来描述滤波器的衰减特性。即
LA = 10lg(Pin/PL)dB (2-1)