电子器件
Chinese Journal of Electron Devices
第39卷第1期2016年2月
Vol 39
No.1
Feb.2016
Design and Implementation of a General Zero -IF RF Front -End
ZUO Panpan ，SAI Jingbo *
（College of Electronic Information and Control Engineering ，Beijing university of Technology ，Beijing 100124，China ）
Abstract ：In allusion to that traditional RF front -end for superheterodyne architecture is bulky ，complex ，difficult to
implement and costly and requires high image rejection performance and other shortcomings ，a general RF front -end with Zero -IF structure at a working frequency in 800MHz~2400MHz was designed.This RF front -end bases on a high performance demodulator including a wide band low noise amplifier ，programmable RF AGC circuit ，electrical tuned pre -selection filter etc ，and therefore achieves the design criteria with a sensitivity better than -100dBm/5MHz ，and a dynamical range larger than 100dB.Key words ：RF front -end ；zero -IF ；LNA ；AGC ；IQ demodulation EEACC ：1220doi ：10.3969/j.issn.1005-9490.2016.01.027
一种零中频通用射频前端的设计及实现
左盼盼，赛景波*
（北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京100124）
摘要：针对传统超外差式架构构成的通用射频前端，其体积大、结构复杂、实现难度大、成本高、需要很高的镜像抑制性能等缺
点，设计了一种采用零中频结构构成的通用射频前端，其工作频段为800MHz ～2400MHz 。该射频前端在一款高性能解调器的基础上，加入宽带低噪声放大器、程控射频AGC 电路、电调谐预选滤波器等电路，从而实现灵敏度优于-100dBm/5MHz ，动态范围大于100dB 的设计指标要求。
关键词：射频前端；零中频；低噪声放大器；自动增益控制；正交解调中图分类号：TN851文献标识码：A 文章编号：1005-9490（2016）01-0132-08
随着现代调制体制的快速发展，无线频谱的利用率日益加剧，电磁环境越来越复杂，这就要求现代射频前端向高灵敏度，大动态范围，高线性的通用射频前端方向发展。零中频接收机将信号从射频直接搬移到了零中频，省去了中频变换这一级，这样接收机中的器件数量就减少很多，系统的体积也会相应地变小，成本也下降了，最重要的是零中频结构的接收机没有超外差结构［1］中存在的镜像干扰问题。
国外对零中频射频前端研究比较早，且对零中频技术的掌握比较成熟，目前主要针对零中频结构的芯片研究比较多，近几年，国内开始对零中频射频前端进行研究，目前主要集中在一些高校中，从
2007年开始，起初只是研究现有的零中频解调芯片，使用该芯片的典型电路设计零中频射频前端，其射频前端只能验证芯片的正确性，不具备实用性。到2011年，一些高校开始针对一些专用的通信系统，使用零中频结构代替传统的超外差式结构设计射频前端电路［2］，
但这些射频前端工作频率较窄，性能指标不高，不具有通用性。到了2013年，一些高校开始研究并且设计通用性零中频射频前端，但是最终的研究成果一些仅仅是对通用性零中频射频前端的可行性进行了论证并提出设计方案，一些虽然设计了通用性零中频射频前端的原理样机，但从实际的测试结果中可看出，其性能指标价较差，研究成果还很不成熟。
1零中频通用射频前端整体方案设计
通过对零中频接收机［3］研究现状和通用接收机
指标要求的调研分析可知，仅通过解调器单一芯片实现的零中频射频前端，性能指标较低，一般只能应用于专用通信系统中，不具有通用性，然而为了实现高性能通用接收机要求的灵敏度优于-100dBm/5M/Hz 、动态范围大于100dB 的关键指标要
求，本设计中创新设计了宽带低噪声放大器、程控射频AGC 电路、电调谐预选滤波器等电路，最后形成一个零中频通用射频前端的整体设计方案。整个射频前端的拓扑结构如图1所示。
————————————收稿日期：2015-04-03
修改日期：2015-05-17