接收机中的射频前端结构及设计技术
- 格式:doc
- 大小:14.00 KB
- 文档页数:2
机载移动卫星通讯设备的射频前端设计与优化机载移动卫星通信设备是一种重要的通信工具,可以实现在飞行中与地面通信。
射频前端是该设备的核心组件之一,它负责接收和发射卫星信号,并对信号进行处理和优化。
本文将探讨机载移动卫星通信设备射频前端的设计和优化,并介绍一些常见的技术和方法。
射频前端设计的关键是保证信号的高质量传输和接收。
首先,选择适当的天线是至关重要的。
天线的选择应考虑飞机的外形、重量和信号传输效果。
常见的天线类型包括平面天线、角度天线和导体柱天线等。
根据具体的应用需求,可以选择合适的天线类型。
其次,射频前端设计中,放大器是一个关键的组件。
放大器主要负责增加信号的强度,并提高信号的传输距离。
常见的放大器类型包括低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)和双极性晶体管放大器(BJT)。
在放大器的设计和选择中,需要考虑功耗、线性度和噪声系数等因素。
另一个重要的组件是滤波器。
滤波器用于过滤掉不需要的信号和干扰,提高系统对所需信号的接收和传输效果。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
选择适当的滤波器类型和参数,可以有效提高系统的性能。
除了上述组件,还需要考虑射频前端的调制解调器和数字转换器等部分。
调制解调器主要负责将数字信号转换为模拟信号,以便于射频前端进行处理;数字转换器则将射频信号转换为数字信号,便于后续处理和分析。
在设计和优化这些部分时,需要考虑信号的精确度、速率和功耗等因素。
射频前端的设计和优化是一个复杂的过程,需要综合考虑多个因素,包括系统的性能要求、成本限制和技术可行性等。
设计师需要有扎实的理论基础和丰富的实践经验。
同时,利用仿真工具和实验设备,可以对设计方案进行验证和优化,以确保系统的性能和稳定性。
在射频前端的设计和优化过程中,还需要注意一些常见的问题和挑战。
首先,射频前端往往受到飞行环境的影响,如温度、湿度和振动等。
设计师需要考虑这些因素,并选择适当的材料和防护措施,以确保设备的稳定性和可靠性。
DRMDAB接收机射频前端芯片设计中的关键技术研究的开题报告一、选题背景DRM(数字无线电广播)是一种数字音频广播技术,它被广泛应用于欧洲和亚洲的广播领域。
该技术提供了更高的音质和服务灵活性。
作为一种数字技术,DRM广播可以在同样的频率资源下提供更多的广播服务,同时也提高了广播的稳定性和抗干扰性能。
DRM广播使用的调制方法是OFDM(正交频分复用),因此需要射频前端芯片来实现OFDM的解调与处理。
在DRM广播接收机的系统设计中,射频前端芯片是关键的组成部分,其性能将直接影响到整个接收机的接收效果以及解调质量。
因此,设计一种高性能、低功耗、低成本的DRMDAB(数字音频广播)接收机射频前端芯片对于实现DRM广播技术的普及应用有着重要的意义。
二、研究内容及创新点本课题旨在研究DRMDAB接收机射频前端芯片设计中的关键技术,主要包括以下内容:1、研究DRM广播技术及其实现原理,分析OFDM调制的特点和解调方法。
2、研究现有DRMDAB接收机射频前端芯片的设计方案,探究其优缺点及存在的问题。
3、设计一种基于CMOS技术的DRMDAB接收机射频前端芯片,对其关键模块进行设计,并进行系统级仿真验证。
4、在设计过程中,重点研究低功耗、低噪声、高增益、高线性度等关键技术,并探究如何在实现高性能的同时提高芯片的可靠性和稳定性。
5、进行电路实现及性能测试,对设计的芯片进行评价和分析。
研究创新点主要包括:1、在OFDM调制的前提下,针对DRMDAB接收机需求,设计出低成本、低功耗、且性能优越的射频前端芯片。
2、通过对关键技术的深入研究优化设计,使芯片具有更好的抗干扰性、更高的接收灵敏度和更好的解调质量。
3、在设计中注重芯片的可靠性和稳定性,采用新的电路结构和设计思路进行优化,提高电路的工作可靠性和抗干扰能力。
三、研究意义数字广播技术已经成为了未来广播发展的主要趋势,而DRM广播作为一种数字无线电广播,将逐渐替代传统的模拟广播技术成为广播领域的主流技术。
WLAN系统中接收机射频前端的设计的开题报告一、研究背景随着移动互联网的快速发展,无线通信系统得到了广泛的应用和发展。
其中,WLAN(Wireless Local Area Network)技术是一种无线局域网技术,已经广泛应用于家庭和企业的网络通信中。
射频前端是WLAN系统中至关重要的组成部分,它的设计对整个系统的性能和稳定性有很大的影响。
因此,如何设计一种高性能、低功耗的WLAN接收机射频前端是当前研究的热点之一。
二、研究目的本研究旨在设计一种高性能、低功耗的WLAN接收机射频前端,实现对WLAN信号的高效、稳定、高质量的接收。
三、研究内容1. 对WLAN系统的接收机射频前端的基本原理进行研究,包括接收机的结构、功率控制、频率选择等原理。
2. 对现有的WLAN接收机射频前端设计方案进行分析,总结其优缺点。
3. 设计高性能、低功耗的WLAN接收机射频前端,包括射频放大器、滤波器、混频器、局部振荡器等模块的设计。
4. 对设计的射频前端进行测试和验证,分析其性能参数如增益、噪声系数、损耗、线性度等,并对其性能进行优化。
四、研究方法1. 文献研究法:对WLAN接收机射频前端的基本原理和现有设计方案进行文献调研和分析,为后续的设计工作提供参考。
2. 理论计算法:利用理论计算方法,对设计的各个模块进行计算和分析,为后续的射频前端设计提供理论基础。
3. 仿真验证法:利用专业仿真软件进行WLAN接收机射频前端的设计和仿真,分析其性能参数,并进行性能优化。
4. 实验验证法:采用实验室测试设备,对设计完成的射频前端进行测试和验证,评估其性能和稳定性。
五、预期结果通过本研究,预期设计出一种高性能、低功耗的WLAN接收机射频前端,能够实现对WLAN信号的高效、稳定、高质量的接收,为WLAN系统的进一步发展和应用提供有力的支撑。
大动态范围宽带接收机射频前端设计与实现的开题报告一、研究背景随着通信技术的不断发展,大动态范围宽带接收机射频前端在军事、民用等领域中有着重要的应用。
射频前端是接收机的核心部件,它能够接收和处理来自天线的信号,并将这些信号转换成数字信号,为后续的信号处理提供条件。
大动态范围的宽带接收机射频前端的设计和实现是一个复杂的工程,需要融合多种学科的知识和技术,如电磁场理论、微波电路设计、射频系统工程、数字信号处理等。
二、研究内容本文主要研究大动态范围宽带接收机射频前端的设计与实现。
具体内容包括以下几个方面:1. 大动态范围宽带接收机射频前端的基本原理研究。
这是本研究的起点和基础,需要了解射频前端的基本工作原理和性能指标。
2. 大动态范围宽带接收机射频前端的设计。
本文将深入研究射频前端的电路结构和设计原理,重点探讨如何实现宽带、高性能和大动态范围。
3. 大动态范围宽带接收机射频前端的实现。
在设计完成后,需要进行实际的制作和测试。
本文将介绍如何将设计转化为实际产品,包括制作工艺、测试方法和设备选型等。
4. 大动态范围宽带接收机射频前端的性能评估。
在完成实际制作后,需要对产品进行性能测试和评估,包括增益、噪声系数、动态范围等指标的测试和分析。
三、研究意义本研究将有助于解决现有大动态范围宽带接收机射频前端的设计和实现问题,提高系统的性能和可靠性,推动该领域的进一步发展。
在军事、民用等领域中,大动态范围宽带接收机射频前端是一项关键技术,本研究的成果将有助于提高我国相关领域的技术水平和竞争力。
宽带接收机前端射频电路设计——可重构射频混频器设计的开题报告一、论文选题背景和研究意义随着通信技术的日新月异,对高速宽带应用的需求不断提高,宽带通信系统的设计也日益变得复杂。
而在宽带通信系统的设计中,宽带接收机前端射频电路是其中的重要组成部分。
射频电路的设计对于整个系统的性能和稳定性具有至关重要的影响。
因此,对宽带接收机前端射频电路的设计研究具有很高的实际意义。
在射频电路的设计中,一个常见的问题是需要对不同频率的信号进行信号处理。
例如,当接收机需要接收多个信号时,需要进行信号的混频处理,将所接收到的信号转换到基带中进行进一步的处理。
此时,混频器成为了关键的组成部分。
然而,不同信号在不同频率下的接收需要不同的混频器,这导致了混频器在设计中具有一定的困难性。
因此,研究可重构射频混频器设计是极为必要的。
二、国内外研究现状目前,国内外对可重构射频混频器的研究已经有了一定的进展。
例如,国外学者设计了一种基于宽带集成技术的可重构射频混频器,该混频器能够在10GHz到20GHz频率范围内实现多种混频功能,具有优异的性能指标。
国内也有许多学者对此进行研究,例如利用CMOS工艺制作低电流混频器的研究,以及利用GaAs工艺实现双模混频器的研究等。
然而,当前射频混频器设计中存在一些问题。
例如,目前使用的混频器在频段扩展和功率要求方面存在局限性,而且实现复杂且成本较高。
因此,需要在混频器设计中寻求新的技术路线,以解决目前存在的问题。
三、研究内容和技术路线本文将研究可重构射频混频器的设计技术,对技术进行一定的探讨和应用。
研究内容如下:1. 初步研究射频混频器的基本理论和相关技术知识,了解射频混频器的工作原理和现有的技术路线。
2. 研究可重构射频混频器的设计方法,通过设计具有可重构性质的混频器,使其能够适应不同频率下的信号处理。
3. 利用软件仿真,优化混频器的设计参数,提高混频器的工作性能。
4. 制作混频器原型,并进行实际测试。
浅析:采用PLL技术的接收机射频前端的设计方案射频前端模块性能关系到整个接收机的性能。
本文通过对接收机进行研究,分析了超外差接收机的特点,提出了一种采用PLL技术的接收机的射频前端方案,及对射频前端的关键技术指标进行了分析。
并通过软硬件平台进行验证,实测本地振荡信号和接收机解调信号进行对比后表明系统指标达到要求。
该射频接收前端具有高灵敏度、低噪声、稳定的中频输出、结构紧凑等特点,对其它移动通信终端(如GSM、CDMA)的研究有着非常重要的参考价值。
1、引言现代无线通信始于19世纪末的无线电通信,在20世纪初到70年代,无线电通信技术得到发展和广泛应用,它为人类提供了一种崭新的通信手段。
无线通信让人们实现了地球距离甚至是星球距离的通信,无线通信不只延伸了人类的通信距离,而且以电子技术、微处理技术进步为基础的无线通信技术的快速发展,也向人们昭示--以无限制自由通信为特征的个人通信时代是人类通信的未来[1]。
如何实现低成本、高性能的无线射频接收机终端是一项具有挑战意义的工作,无线射频接收机终端的设计对其它移动通信终端(如GSM、CDMA)的研究有着非常重要的参考价值[2]。
它要求现在无线通信射频接收机在保证极高的灵敏度的前提下,尽可能的提高接收机的线性度,使信号失真最小,误码率最低,尽可能的展宽接收机的动态范围,使接收机的适应性更大,抗干扰能力更强。
2、接收机总体功能描述超外差结构自从1977 年由Armstrong 发明以来,已被广泛采用。
超外差接收机[3]系统如图一所示:图1、超外差接收机结构接受到的信号在第一次下变频模块之前使用一个外部镜像干扰抑制滤波器,可以使镜像干扰大大削弱,达到一个可以忽略镜像频率的水平,在下变频以后使用中频滤波器可以进行。
5G射频前端技术深度解析5G射频前端技术深度解析5G射频前端技术是实现5G通信的关键之一。
射频前端技术主要负责将无线信号从数字领域转换为无线电频率,然后通过天线传输出去。
本文将逐步介绍5G射频前端技术的关键方面。
首先,5G射频前端技术的一个重要组成部分是低噪声放大器(LNA)。
LNA主要负责放大接收到的微弱无线信号,以增强信号的强度。
在5G通信中,信号的频率非常高,因此LNA需要具有较高的工作频率和低噪声指标,以确保信号的清晰度和稳定性。
其次,射频前端技术还包括射频开关。
射频开关用于控制信号的传输路径,使其能够在不同的频段之间切换。
在5G通信中,需要支持多频段的工作,因此射频开关的性能和可靠性至关重要。
高性能的射频开关能够实现快速和准确的频段切换,提高通信的可靠性和效率。
另外,射频前端技术还需要考虑功率放大器(PA)的设计。
PA负责将发送信号放大到足够的功率,以便能够传输到远距离。
在5G通信中,需要支持更高的数据传输速率和更大的覆盖范围,因此PA的设计需要具有更高的效率和更大的功率输出能力。
此外,射频前端技术还包括滤波器的设计。
滤波器用于过滤掉无关的频率信号,以确保所传输的信号在合适的频段内。
在5G通信中,由于频段的切换较为频繁,因此滤波器需要具有较高的频率选择性能和较低的插入损耗,以确保信号的准确传输。
最后,射频前端技术还需要考虑天线的设计。
天线是将无线信号从电气领域转换为电磁波并传输出去的关键部件。
在5G通信中,需要支持更高的频率和更大的天线阵列以实现更高的数据传输速率和更大的覆盖范围。
综上所述,5G射频前端技术在实现5G通信中起着重要的作用。
从低噪声放大器、射频开关、功率放大器、滤波器到天线的设计,每个环节都需要考虑不同的技术要求和性能指标。
通过不断优化这些关键技术,可以有效提升5G通信的可靠性、效率和覆盖范围。
摘要:射频前端模块性能关系到整个接受机性能,直接下变频接受机有体积小,价格低和高集成度长处而受到了广泛注重。
本文对直接下变频接受机进行了研究,分析了该接受机特点,提出了一种直接下变频接受机射频前端实现方案,并用软硬件平台对其实现,实测2.4G本地振荡信号和接受机解调信号表白达到系统规定指标。
核心词:直接下变频接受机,频率合成器,射频前端前言当前接受机大多是超外差构造,薄弱高频无线信号通过一级或者两级混频电路,去掉其他信道干扰并获得足够增益,最后完毕信号解调。
这种接受机构造复杂,存在镜像干扰,同步需要高Q值,体积大IF滤波器,因而使得系统复杂化,集成困难。
针对超外差接受机缺陷,当前提出了直接下变频接受机,直接下变频接受机本振与载波频率相等,直接将射频信号变换到基带,因而不存在镜像干扰,不需要镜像干扰抑制滤波器。
中频模块节约可以大大简化系统,有助于单片系统集成。
同步信号放大和滤波都重要在基带进行,减少了能耗。
因而直接下变频接受机在无线通信领域受到了广泛关注。
1直接下变频接受机总体功能描述提示请看下图:图1直接下变频接受机框图天线接受到2.4G射频信号一方面通过天线匹配电路,在接受时隙内薄弱信号通过低噪放大器放大和带通滤波器滤波,得到射频信号分别与互为正交两路本振信号混频,产生同相和正交两路基带信号。
增益可编程放大器放大I/Q两路信号后,再通过低通滤波器完毕信道选取。
得到信号送入ADC中采样,经后级DSP解决恢复出原信号。
2直接下变频接受机核心某些设计2.1接受机芯片选取接受机重要有三某些构成:低噪声放大器,正交解调器和本地振荡器。
依照Friis表达式,N级级联系统中噪声因子为:提示请看下图:从上式可以看出射频放大级主宰了接受机整体噪声系数,与接受机性能密切有关。
由于射频放大级增益,使整个噪声指数才增长并不多,但是太高射频放大级增益,对于后级线性度和稳定度均有影响,在这里咱们采用是应用于2.4GHzWLAN,ISM和蓝牙无线系统高线性低噪放大器max2644,增益16dB,噪声系数2dB。
RF射频前端芯片设计与开发射频前端芯片是一种用于无线通信设备中的关键元件,它负责接收和发送无线信号。
射频前端芯片设计与开发是一项非常重要的技术工作,它需要涉及模拟电路设计、射频系统分析、射频电路仿真以及封装测试等多个方面。
在射频前端芯片设计与开发过程中,需要考虑多种因素来实现高性能的射频前端芯片。
首先,需要对射频系统进行分析,了解系统需求和规格。
这些需求可能包括频段、带宽、增益、噪声系数、动态范围等方面的要求。
根据这些需求,设计师需要选择合适的射频电路拓扑结构和器件参数。
其次,在设计射频电路之前,需要进行射频系统的建模和仿真。
通过使用专业的射频仿真软件,可以对电路的性能进行预测和优化。
在仿真过程中,可以考虑电路的S参数、稳定性、噪声等关键指标,并通过调整电路结构和参数来优化电路性能。
在电路设计阶段,关键的任务是选择适当的电路拓扑结构、设计合适的匹配网络、确定合适的功率放大器和低噪声放大器的工作点。
此外,还需要注意电路的稳定性和抑制杂散等问题。
在设计过程中,可以使用一些设计工具来辅助完成这些任务,如微带线和微带衬底的设计工具。
当电路设计完成后,还需要进行电路模拟和优化。
通过使用射频电路仿真软件,可以验证电路的性能指标,如带宽、增益、噪声系数等,并根据仿真结果进行调整和优化。
仿真还可以帮助设计师评估电路的工作稳定性和抑制杂散的能力。
与此同时,射频前端芯片的设计还需要考虑封装和测试等方面的问题。
合适的封装设计可以提高芯片的可靠性和性能。
在测试阶段,需要设计相应的测试电路来验证芯片的性能和可靠性。
在射频前端芯片的开发过程中,还需要考虑一些其他的因素,如芯片的功耗、尺寸和成本。
功耗和尺寸的控制是射频前端芯片设计中的一项重要任务,特别是对于移动通信设备等对电池寿命和尺寸要求较高的应用来说。
成本是射频前端芯片设计中的另一个关键因素,尤其是对于大规模生产的芯片来说,需要在保证质量的前提下尽量降低制造成本。
综上所述,射频前端芯片设计与开发是一项非常复杂且关键的技术工作。
射频前端的工作原理
射频前端的工作原理可以从以下几个方面阐述:
一、射频前端的功能
射频前端是一个无线电收发信机的前置电路,主要实现以下功能:
1. 收发射频信号的选择开关功能;
2. 接收信号的低噪声放大;
3. 发射信号的驱动放大;
4. 发射和接收信号的过滤、匹配与隔离。
二、接收路径工作原理
1. 接收天线接收无线电信号;
2. 低噪声放大器提高信号强度,改善信噪比;
3. 滤波器过滤毗邻频段干扰信号;
4. 下变频混频器将高频信号转换到中频或基带;
5. 中频放大器进一步过滤和放大信号。
三、发射路径工作原理
1. 基带信号经过调制形成中频信号;
2. 中频放大器放大调制后的信号;
3. 上变频混频器将中频信号转换到射频;
4. 驱动放大器增大发射功率驱动天线;
5. 发射滤波器滤波发射信号,消除杂散发射。
四、发收切换技术
通过固态开关、循环器、多工器等实现发射和接收路径的快速切换。
五、隔离技术
采用物理屏蔽、准稳态偏置等技术,降低发射信号对接收端的干扰。
六、与数码信号处理的结合
利用数字射频技术,可以实现数字控制,提高性能,实现软件定义射频的目标。
综上所述,射频前端通过精心设计的电路拓扑和组合技术,实现发射和接收两路射频信号的有效处理与链路匹配,是无线电收发系统的关键组成部分。
苏格兰玛丽女王读后感
《苏格兰玛丽女王》是一部描写苏格兰历史上著名女王玛丽的传记小说。
这部小说通过生动的叙述和详细的描述,向读者展现了玛丽女王坎坷的一生以及她与伊丽莎白一世的复杂关系。
读完这本书,我深受感动,对玛丽女王的命运和她的坚韧不拔的性格有了更深的了解。
首先,玛丽女王的一生充满了戏剧性和传奇色彩。
她从小就被送到法国,与未来的法国国王弗朗索瓦结婚,然后又回到苏格兰继承王位。
她的人生经历了种种挫折和磨难,包括两次婚姻、政治阴谋和囚禁。
她的一生就像一部波澜壮阔的史诗,充满了悲剧和壮丽。
其次,玛丽女王的坚韧不拔和顽强的性格给我留下了深刻的印象。
在面对种种困难和挑战时,她从未放弃过对自己和对家族的信念。
她勇敢地面对政治阴谋和敌人的算计,始终保持着高贵的品格和坚定的意志。
她的命运或许不尽如人意,但她的勇气和坚韧却让人钦佩不已。
最后,玛丽女王与伊丽莎白一世之间的复杂关系也让我深感震撼。
作为两位女王,她们之间既有着亲戚的血缘关系,又因为政治和宗教问题而成为敌人。
她们之间的交锋和角力,既展现了她们的智慧和谋略,又彰显了她们的悲剧命运。
她们的关系不仅是政治上的对抗,更是两位女性在男权社会中的挣扎和抗争。
通过阅读《苏格兰玛丽女王》,我对玛丽女王的一生有了更深的了解,也对历史上的女性统治者有了更多的思考。
她的坚韧和勇气给我留下了深刻的印象,她的命运也让我深感悲凉。
这部小说不仅是一部传记,更是一部关于女性力量和命运的史诗,让人深思和感慨。
希望更多的人能够读到这部小说,了解玛丽女王的传奇一生,也能从中汲取力量和启示。
简述L波段双通道射频前端的设计摘要本文主要介绍L波段双通道射频前端的组成方案、有关的主要设计思想和关键技术。
并详细阐述了射频前端的噪声系数、动态范围,双通道的幅相一致性和通道间的隔离的设计。
关键词双通道射频前端;噪声系数;动态范围;幅相一致性;隔离前言随着现代民用及军用设施使用电子设备的增多,电磁环境越加复杂,相互干扰也日趋严重;为了增加接收机的抗干扰能力,要求接收机具有动态范围高、线性度高等特点。
作为接收机重要组成部分的射频前端,它工作于中频放大器之前,诸如噪声系数、动态范围等,都与接收机的性能有直接关系。
本文采用自顶向下的设计方法,设计了工作频率在L波段,带宽为200MHz的双通道射频前端。
1 方案介绍L波段双通道射频前端的组成如图1所示。
为了避免有大信号烧坏低噪声放大器,需对两路回波信号先进行限幅处理,然后再通过低噪声放大器对信号进行线性放大;再经滤波器把不需要的信号进行滤除,为了加强对杂波信号的抑制,在经过一级带通LC滤波器后再增加一级高通LTCC滤波器,LTCC滤波器具有体积小,可靠性高等特点;为了增加射频前端的动态范围,在电路中增加了一级最大衰减值达31.5dB的数控衰减器,即STC(灵敏度时间控制电路或近程增益控制电路);为了满足射频前端的增益要求,需在STC后增加一级大增益放大器,整个通路中的所有器件都必须工作在线性状态,所以需在合适的位置增加π型衰减网络方便调节增益大小,此框图中统称π衰[1]。
2 主要指标的设计2.1 噪声系数接收机系统的级联噪声系数(3.1)由应用式(3.1)可计算射频前端的噪声系数为(3.2)式中,为噪声温度比,一般情况≈1,,为限幅器损耗,同理,其中为滤波器、STC、π衰损耗总和,,F2为低噪声放大器噪声系数FA,F4为第二级放大器噪声系数FB,G2即为低噪声放大器增益GA,再有公式(3.3)由式(3.2)和(3.3)说明,损耗0.23dB的限幅器和噪声系数0.35dB,增益23dB的低噪声放大器可以看成一个噪声系数为0.58dB,增益为22.77dB的限幅低噪声模块来考虑;同理,后续具有7.5dB的滤波器、STC、π衰和噪声系数0.7dB,增益31dB的放大器也可看成一个噪声系数为8.2dB,增益为23.5dB的放大模块来考虑。
射频前端的设计方法射频前端是指射频信号从天线到数字信号处理器之间的整个信号链路。
它是无线通信系统中最重要的部分之一。
射频前端的设计涉及到许多方面,包括天线、放大器、滤波器、混频器、频率合成器等。
在设计射频前端时,需要考虑到许多因素,如频率范围、带宽、增益、噪声系数、线性度、稳定性等。
本文将介绍射频前端的设计方法,并结合实际案例进行分析。
一、射频前端设计的基本原则1.选择合适的器件在射频前端设计中,选择合适的器件是非常重要的。
不同的器件具有不同的特性,如增益、噪声系数、线性度、频率响应等。
因此,在选择器件时,需要根据具体的应用场景进行选择。
2.合理的电路布局电路布局对射频前端的性能有很大的影响。
合理的电路布局可以减少信号的干扰和串扰,提高射频前端的性能。
在电路布局时,应注意信号的传输路径、电源的分离、地线的布局等。
3.合适的匹配网络匹配网络是射频前端设计中非常重要的一部分。
它可以将天线的阻抗与放大器的输入阻抗相匹配,提高信号的传输效率。
在设计匹配网络时,应根据天线的阻抗、放大器的输入阻抗和频率响应进行选择。
二、射频前端设计的流程1.确定设计需求在射频前端设计之前,需要确定设计的需求。
包括频率范围、带宽、增益、噪声系数、线性度、稳定性等。
2.选择合适的器件根据设计需求,选择合适的器件。
包括天线、放大器、滤波器、混频器、频率合成器等。
3.设计匹配网络设计匹配网络,将天线的阻抗与放大器的输入阻抗相匹配。
根据天线的阻抗、放大器的输入阻抗和频率响应进行选择。
4.设计放大器电路设计放大器电路,根据设计需求选择合适的放大器器件,并设计合适的放大器电路。
5.设计滤波器电路设计滤波器电路,根据设计需求选择合适的滤波器器件,并设计合适的滤波器电路。
6.设计混频器电路设计混频器电路,根据设计需求选择合适的混频器器件,并设计合适的混频器电路。
7.设计频率合成器电路设计频率合成器电路,根据设计需求选择合适的频率合成器器件,并设计合适的频率合成器电路。
双频带GPS/Galileo射频前端接收系统的设计方案全球导航卫星系统GNSS(Global Navigation Satel-lite System)近年来得到了广泛的引用,从而引发相关领域的高度关注。
目前的接收机模式无法满足日益增长的使用精度要求。
所以,在原有的单模接收机的基础上研发更高精度、更加稳定耐用的双模接收机成为研究的核心。
本文提出了一种GPS/Galileo双频双模接收机射频前端系统的设计方案,该方案结合现有资源,展示出了该种接收机设计的实例。
重点分析了混频部分、本振部分及控制部分的功能及实现。
最后利用频谱仪及射频信号发生器等设备对实例进行系统级测试,验证了系统结构的正确性。
1 GPS/Galileo 双模双频接收机系统1.1 接收机结构设计接收机首先要考虑的就是频带的选择。
如图1所示,GPSL1/L5和GalileoE1/E5a 中心频率相同,如果选择该频段的话,那么很多的元器件可以得到复用,从而极大地减少了研发和生产成本,同时也可以减小接收机的体积。
比较流行的双频双模接收机射频前端的结构大致有信号独享通道、公用信道、通过控制使某一时刻通道内只有一个载频信号三类。
本设计以第三种方案为基础,在尽可能减少信号相互干扰的同时,争取最大限度地复用元器件。
结构图如图2所示。
1.2 接收机系统整体性能指标在参考接收机的性能要求的基础上,设计GPS接收机射频前端芯片的各项系统指标见表1.2 GNSS 接收机射频前端芯片选择考虑市场现有的相关器件的芯片资源,在GPS接收机系统整体性能指标及结构的基础上,win7系统/win7/结合各个功能电路模块的性能指标参数,为最终利用所选芯片制作实际的射频前端电路系统做准备。
2.1 低噪声放大部分低噪声放大部分选用INFINEON TECHNOLOGIES公司的BGA430芯片。
BGA430芯片为宽带高增益LNA芯片,5 V供电的情况下该芯片在导航频段的增益可以达到28 dB以上,噪声系数在2.4 dB以下。
杭州电子科技大学硕士学位论文第4章接收机高放单元的设计接收机从天线上接收到的信号都比较微弱,如此微弱的信号要经过放大之后才可以进行解调,一般完成频带信号放大任务的电路称为高频小信号频带放大电路。
在放大的频带信号中可能同时存在许多偏离有用信号频率的各种干扰信号,因此高频小信号频带放大电路除了放大功能外,还必须具有选频功能,即具有从众多信号中选择出有用信号、滤除无用的干扰信号。
4.1高放单元的电路结构接收机射频前端电路有几种不同的结构。
一种最简单的形式是只有一个预选滤波器,而没有低噪声放大器,带通滤波器的输入来自天线,其输出是混频器。
这种结构所需的成本比较低,避免因处理无用的信号而消耗混频器的动态范围。
第二种前端结构是在预选滤波器后加一个低噪声放大器,射频放大器用于隔离混频器,改进了混频器的本振电路与天线之间的隔离,同时在混频器之前把信号放大,可以补偿预选滤波器和混频器带来的损耗。
第三种更复杂的结构是在低噪声放大器之后再增加一个带通滤波器,第二个滤波器抑制了低噪声放大器中产生的谐波分量和噪声,还能进一步衰减带外信号和LO反馈信号,两个滤波器使前端具有了更好的伪响应抑制,从而尽可能做到只让有用的信号通过【241。
本课题采用第三种结构,如图4.1所示。
图4.1接收机高放框图4.2低噪声放大器【25。
26】4.2.1技术指标噪声系数:噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值,即:脬:&』丝So∞ⅢoUT其中二端口放大器的噪声系数表示为:肛‰+等I珞一场坪=‰+等F高赘毫了L%乞DIl—Ifclll+z|nprI式中Fm证表示当Ys=YoPT时获得的晶体管的最小噪声系数Ys表示呈现在晶体管处的源导纳YoPT表示得到最小噪声系数的最佳源导纳(4.1)(4.2)。
接收机中的射频前端结构及设计技术
现代民用及军用设施使用电子设备繁多,电磁环境复杂,相互干扰严重。一
般地,车、船和飞机上的通信设备收发机都集成在一起。以短波通信设备为例,发射机的
残余信号在接收机输入端产生的电平达120dBV(即13dBm)或更高。而接收机所需接收
的微弱信号电平可能仅-6~0dBV(即-117~-113dBm)。因此,要求接收机处理的信号动态
范围高达120~126dB。另外,高电平干扰信号与所接收信号频率仅相距数十千赫,所以,
高电平干扰信号和它们在接收机中产生的互调产物会严重影响接收机的输出信噪比。为了
降低这种影响,就要求接收机具有以下性质:
高选择性,接收机的动态范围尽可能要大;高线性,在信道滤波之前,降低带外高电平干
扰信号在信道滤波器通带内产生的互调产物;极低的本振相位噪声,以免邻近的干扰信号
将本振噪声转换到接收机信道带宽内。
作为接收机重要组成部分的接收机射频前端是接收机动态性能的关键部件,它工作于中频
放大器之前。诸如动态范围、互调失真、-1dB压缩点和三阶互调截获点等,都与接收机前
端的性能有直接关系。本文以下将介绍接收机中的射频前端设计技术。
射频前端的几种结构1、最简单的射频前端结构接收机前端电路有几种不同的结构。图1
示出了一种最简单的形式。这种结构无射频放大器,在带通滤波器之后,只有混频器和本
机振荡器。带通滤波器的输入来自天线,其输出经过混频器到达中频放大器进行后续处理。
这种结构的主要特点是:第一,在实现中所需成本比其它结构少;第二,避免由于处理无
用的能量而消耗混频器的动态范围。
带通滤波器具有良好的前向性能(在通频带范围内)和良好的反向隔离性能。这样可以防
止本振信号能量辐射到天线,进而避免天线辐射这些信号能量。带通滤波器有三个主要任
务: