寬帶數(shù)字接收機前端系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、射頻前端系統(tǒng)作為接收機最重要的一部分，一直是無線接收機研究的重點，也是接收機實現(xiàn)較困難的部分之一。隨著數(shù)字處理技術的快速發(fā)展，數(shù)字電路在通信系統(tǒng)中比重越來越大。但是 A/D轉(zhuǎn)換器直接量化采樣高頻信號還具有相當?shù)碾y度，因此普遍利用前端系統(tǒng)將高頻信號下變頻到中頻再進行中頻數(shù)字化的方案。射頻前端系統(tǒng)如何有效的接收有用信號，抑制無用信號對有用信號的干擾，一直是一個重要的研究課題。
　　本論文擬設計適用于30-1200MHz寬帶數(shù)字接收機的

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

3、案，并且利用串行接口完成快速配置，同時提供了控制芯片的關鍵代碼。
　　本論文的撰寫工作按照實際課題先論證后設計的方法，主要設計工作包括以下三個部分：
　?。?）利用二次變頻的超外差模型設計前端整體鏈路。結合工程實踐分析了設計思路，將系統(tǒng)指標做分解。利用工程中實用的估算公式預算并驗證前端系統(tǒng)指標需求。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算

4、了一本振等效電路的相位噪聲。
　?。?）利用插入損耗法設計了一個截止頻率為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，通過計算查詢橢圓函數(shù)歸一化表逆向算出微帶濾波器各枝節(jié)電長度，再通過 AppCAD工具計算出物理尺寸，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鍵指標，再通過優(yōu)化處理得到了最優(yōu)的設計參數(shù)。
　

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