ADS-B(1090ES) 수신기 전단부 설계 및 구현에 관한 연구

Title
ADS-B(1090ES) 수신기 전단부 설계 및 구현에 관한 연구
Authors
조주용
Keywords
adsb1090es수신기전단부설계및구현에관한연구
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
본 논문은 ADS-B(1090ES) 지상국 수신 장비의 핵심부에 관한 것으로 RF 수신기 전단부의 저잡음 증폭기 설계 및 통합회로 설계에 관한 결과를 포함하고 있다. 제안한 ADS-B 수신기 전단부는 이득과 잡음 특성을 개선시키기 위하여 동작점에 대하여 저전력, 저잡음, 고이득 특성을 내도록 선택하여 바이어스 회로를 구성하였으며, 설계 파라미터인 이득, 이득 평탄도, 반사손실 등을 도출한 후 링크 버짓 방법으로 전단부를 구성하는 회로들의 설계 규격을 결정하였다. 수신기의 구조로는 수신 장비에서 일반적으로 사용하고 있는 헤테로다인 구조를 사용하였으며, 트랜지스터는 p-HEMT FET로 Avago사의 ATF-34143을 사용하였다. RF 주파수는 ADS-B 데이터링크 중 1090ES 데이터링크의 1090 MHz, IF 주파수는 70 MHz를 사용하였다. 본 논문에서 제안하는 수신기 전단부는 Thales사의 AS680 수신기의 성능을 목표로 하였으며, 설계한 회로의 성능 검증을 위해 Agilent사의 ADS(Advanced Design System) 툴을 이용하였고, Taconic사의 RF 35 PCB를 이용하여 레이아웃을 제작하였으며, 설계된 회로의 안정화를 위하여 기구적으로 차폐를 하였다. 회로의 제작은 유전율 3.5, 두께 0.762 mm Teflon 기판을 사용하였다. 최종회로는 1090MHz의 ADS-B 메시지를 정상적으로 수신할 수 있는 수신기 전단부로 저잡음 증폭기, 주파수 혼합기 및 바이어스 회로로 구성되어있으며, RF 신호 간섭에 의한 잡음 신호를 최호화하기 위하여 저잡음 증폭기와 주파수 혼합기의 전원을 각각 분리하여 구현하였다. 수신감도와 선택도, 안정도를 고려하였으며, 수신기의 이득, 이득평탄도, 잡음지수, 3rd order IP, 입출력 반사손실에 중점을 두어 설계하였다. 모의실험 결과 이득이 16.24 dB, 잡음지수는 0.36 dB, 입출력 반사 계수는 각각 -18 dB와 -28 dB, 주파수 안정도는 1.11을 얻었으며, 실제 제작하여 측정한 결과는 이득 17 dB, 잡음지수 0.51 dB, 이득 평탄도 0.23 dB, 입출력 반사손실은 각각 -18.28 dB, -24.50 dB를 만족하였다.
Description
제 1 장 서 론 1 제 2 장 ASD-B 수신기 이론 4 2.1 ADS-B 장비 클래스 4 2.1.1 클래스 A 항공기/차량 서브시스템 4 2.1.2 클래스 B 방송 전용 서브시스템 5 2.1.3 클래스 C 지상 수신전용 서브시스템 7 2.1.4 클래스 A 수신 서브시스템 7 2.2 ADS-B 데이터링크 기술 8 2.2.1 1090ES 데이터링크 9 2.3 수신기 성능 14 2.3.1 수신감도 14 2.3.2 선택도 15 2.3.3 동작범위 16 2.3.4 잡음지수 17 2.3.5 1dB 압축점 19 제 3 장 ADS-B 수신기 전단부 설계 22 3.1 수신기 전단부 설계 절차 22 3.2 수신기 전단부 회로 설계 23 3.2.1 능동 소자 선택 24 3.2.2 바이어스 동작점 선택 모의실험 27 3.2.3 ATF-34143의 S-파라미터 모의실험 29 3.2.4 저잡음 증폭기의 안정도 개선 31 3.2.5 저잡음 증폭기의 입출력 정합회로 설계 37 제 4 장 제작 및 측정
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23515
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College of Engineering(공과대학) > Electronic Engineering (전자공학) > Theses(전자공학 석박사 학위논문)
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