寬帶數(shù)字接收機(jī)前端系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、射頻前端系統(tǒng)作為接收機(jī)最重要的一部分，一直是無(wú)線接收機(jī)研究的重點(diǎn)，也是接收機(jī)實(shí)現(xiàn)較困難的部分之一。隨著數(shù)字處理技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字電路在通信系統(tǒng)中比重越來(lái)越大。但是 A/D轉(zhuǎn)換器直接量化采樣高頻信號(hào)還具有相當(dāng)?shù)碾y度，因此普遍利用前端系統(tǒng)將高頻信號(hào)下變頻到中頻再進(jìn)行中頻數(shù)字化的方案。射頻前端系統(tǒng)如何有效的接收有用信號(hào)，抑制無(wú)用信號(hào)對(duì)有用信號(hào)的干擾，一直是一個(gè)重要的研究課題。
　　本論文擬設(shè)計(jì)適用于30-1200MHz寬帶數(shù)字接收機(jī)的

2、前端系統(tǒng)電路，與普通通信接收機(jī)前端系統(tǒng)不同，本論文采用寬帶掃描式超外差接收機(jī)前端電路的設(shè)計(jì)路線。它的典型特征是具有一個(gè)寬帶捷變頻的本振和一個(gè)寬帶或可跟蹤的預(yù)選器。該前端系統(tǒng)采用兩次變頻的方案，引入了兩級(jí)混頻電路。為了實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)字接收機(jī)的掃描與分析功能，采取可變中頻的方案，即采用70MHz高中頻實(shí)現(xiàn)寬帶掃描功能，采用21.4MHz低中頻實(shí)現(xiàn)窄帶分析功能。為了實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的高分辨率，本方案采用寬帶大步進(jìn)本振源1與窄帶小步進(jìn)本振源2組合控制的方

3、案，并且利用串行接口完成快速配置，同時(shí)提供了控制芯片的關(guān)鍵代碼。
　　本論文的撰寫工作按照實(shí)際課題先論證后設(shè)計(jì)的方法，主要設(shè)計(jì)工作包括以下三個(gè)部分：
　　（1）利用二次變頻的超外差模型設(shè)計(jì)前端整體鏈路。結(jié)合工程實(shí)踐分析了設(shè)計(jì)思路，將系統(tǒng)指標(biāo)做分解。利用工程中實(shí)用的估算公式預(yù)算并驗(yàn)證前端系統(tǒng)指標(biāo)需求。利用ADS軟件搭建前端電路鏈路等效模型，插入AC仿真控制器與增益控制模塊預(yù)算鏈路各功能模塊的增益狀態(tài)，搭建頻率合成器鏈路模型預(yù)算

4、了一本振等效電路的相位噪聲。
　?。?）利用插入損耗法設(shè)計(jì)了一個(gè)截止頻率為1250MHz的橢圓函數(shù)微帶低通濾波器，用于濾除輸入信號(hào)的鏡像頻率和本振的反向輻射。采用階梯阻抗微帶濾波器模型，通過(guò)計(jì)算查詢橢圓函數(shù)歸一化表逆向算出微帶濾波器各枝節(jié)電長(zhǎng)度，再通過(guò) AppCAD工具計(jì)算出物理尺寸，最后利用 HFSS軟件建模仿真出 S11、S21和VSWR曲線，得到插損、帶外抑制和駐波比等關(guān)鍵指標(biāo)，再通過(guò)優(yōu)化處理得到了最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。
　

5、?。?）采用混頻環(huán)模型和 DDS內(nèi)插鎖相環(huán)模型設(shè)計(jì)了兩個(gè)頻率合成器。本振源1利用Analog Device公司的ADF4151鑒相器和HITTITE公司的HMC440QS16G鑒相器設(shè)計(jì)了一個(gè)混頻環(huán)方案，實(shí)現(xiàn)了輸出頻率1560MHz-2730MHz步進(jìn)10MHz的雙環(huán)電路。本振源2利用ADF4002鑒相器和AD9915直接數(shù)字頻率合成器設(shè)計(jì)了一個(gè)DDS內(nèi)插環(huán)方案，實(shí)現(xiàn)了輸出頻率1450MHz-1518.6MHz步進(jìn)為1KHz的單環(huán)電路。