接收机基础 JYHS
接收机设计原理
接收机设计原理
接收机是用来接收和解调无线信号的设备，其设计原理涉及到信号接收、解调和信号处理几个关键步骤。
首先，接收机的信号接收部分主要由天线和射频放大器组成。
天线负责接收外部无线信号，并将其转换成微弱的电信号。
射频放大器接收并放大这个微弱信号，以便后续处理。
其次，接收机的解调部分将放大后的信号分解成基带信号，并且将其与本地振荡器的频率相减，产生中频信号。
这一过程通常由混频器实现，其内部结构采用非线性电路，使得信号可以按照一定的方式进行频率变换。
接着，中频信号经过中频放大器得到进一步放大，然后进入解调器。
解调器通过特定的解调算法将中频信号还原为原始的基带信号，例如音频或视频信号。
解调过程的具体算法取决于信号类型和调制方式。
最后，接收机的信号处理部分对解调后的信号进行进一步处理。
这包括滤波、放大、去噪等一系列操作，以确保信号的质量和准确性。
信号处理器通常包括数字信号处理芯片，通过对解调信号进行数字滤波和数字调整，实现对信号质量的控制。
总之，接收机的设计原理主要包括信号接收、解调和信号处理三个关键步骤。
通过这些步骤，接收机能够将无线信号转换为可用的基带信号，以供后续的处理和使用。
接收机的构成原理ppt课件
因为 Dm Pm Pm1
Pm
Pm1
1 2
Bm
1
所以
判决
Dm
1 0
ym 1 ym 1
28
优化双二进制信号: 信号的谱在 f = 0 为零
ck ak ak2
29
30
部分响应信号的扩展 (M 阶 PAM信号) 预编码:
31
部分响应信号的错误概率 逐符号检测
ym Im Im1 vm Bm vm
1
exp
x1
s
2
N0
N0
在其他频率上接收到的信号为
prm x1
1
N0
exp
xm2 N0
3
在f1, f2, f3, f4上接收信号的pdf函数
(a) (b) (c)
利用非相干解调，由 于只有一个频率发 送信号，在接收的 四个频率上选取幅 度/能量最大者被 判决为1，其余判 决为0
存在问题：每次判决都有一定的概率发生错误，而 硬判决没有给出发生错误的可能性。
软判决：给出信号的硬判决值，同时给出该硬 判决值的可信度。
例：图中接收信号A的 可靠度明显低于B。但 进行硬判决以后其值均 为+1
37
软判决值的定义
定义软判决值为可能的两个判决结果的对数似 然比（Log Likelihood Ratio，or LLR），即
exp jk 与nk,nk-1具有同等量级。
rk
r*
k 1
s
s
nk
n* k 1
nk
n* k 1
而nk
n* k 1
s
nk
n* k 1
,即两噪声的乘积远小于噪声本身
因此化简后可得
《接收机概述》课件
接收机信道
1
信号调制方式
接收机信号可以通过调幅、调频或其他调制方式进行传输。
2
不同信道下的工作原理
接收机需要根据不同的信道特性进行相应的信号处理和解调。来自3选择合适的接收机
根据具体的需求和应用场景，选择合适的接收机来适应不同的信道。
接收机技术指标
接收灵敏度
接收灵敏度是指接收机能够接 收到的最小输入信号强度。
《接收机概述》PPT课件
这个PPT课件将向你介绍接收机的基本概念和原理，接收机在通信和其他领域 的应用，以及接收机的技术指标和发展趋势。
什么是接收机？
接收机是一种用于接收无线电信号并将其转换成有用信息的设备。它的基本 原理是通过天线接收电磁波，并将其转换成可供理解和使用的信号。
接收机根据其设计和用途的不同，可以分为各种不同类型，如广播接收机、 卫星接收机和通信接收机。
接收机的组成与功能
主要部件
接收机包含各种部件，如天线、调谐器、解调器、 滤波器和音频放大器。
主要功能
接收机的主要功能是接收和处理无线电信号，将其 转换成可读或可理解的形式。
接收机参数
1 常用参数
接收机的常用参数包括灵敏度、动态范围、 带宽、选择性等。
2 含义与解释
了解接收机参数的含义对于正确选择和配置 接收机至关重要。
接收机的发展趋势包括更高的灵敏度、更宽的动态 范围和更高的集成度。
局限与优化方向
接收机仍面临着一些技术和性能上的局限，需要通 过进一步的研究和优化来克服。
动态范围
动态范围表示接收机可以处理 的最大和最小信号强度之间的 范围。
带宽
带宽是指接收机可以接收和处 理的频率范围。
接收机的应用
1 通信领域的应用
1接收机概述
NF ( dB ) 10 lg F
V
2
( SNR ) P /N i F i i ( SNR ) P o o /N o
(1.1-5)
对于图1.1-1所示的电路,假设：
n
和 I 2 n 是不相关的。其噪声系数为
2 ( V I R ) V I n n S F 1 1 n n 4 kTBR 4 kTBR kTB / R S S 4 S 2 2
a1 3 2 A 0 . 145 20 lg a a A 20 lg a 1 dB 1 3 1 1d B 4 a3
(1.3-5)
1.3 非线性
3、阻塞：在强干扰信号的情况下，接收机的小信号增益会被
干扰减小。若干扰信号大到使接收机的输出有用信号趋于零，则接 收机收不到任何有用信号，此时称为阻塞。
2
3
(1.3-7)
当 g m 0 时，输出有用信号等于零，说明接收机被强干扰信号 阻塞了。
实际上采用使基波信号下降3dB时的噪声信号输入电平来衡 量减敏度：
3 2 a 1 a 3A 2 A 1 a 2 20 lg 3 A2 0.441 1 a a3 1A 1
( t ) A cos( t ) A cos( t ) 设输入 v ，第一项为有用信号，有用的输出为 i 1 1 2 2
3 3 3 2 i a A a A a A A cos( t ) (1.3-6) c 11 31 31 2 i 4 2
g a a A 当A 3A 2 1 2 时，有用信号的平均跨导为 m 1 2
其内部噪声都可以由置于输入端的两个噪声源来等效： 一个与信号源串联的噪声电压源和一个与信号源并联的噪声 电流源，把该两端口网络看作一个理想无噪的网络。
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测量接收机的典型应用
测量常见的“已知”信号 高精度测量 一致性（预）测量 参数测量（调制分析） 集成到一个自动测试系统中去 电磁兼容测量 符合国际规则的测量 符合国际标准的校准 覆盖测量系统 开发和生产的工具
测量接收机的典型应用
我们可以看到:
“测量接收机是在开发、生产、电磁兼容校准和认证 的专用工具。”
● 噪声被认为是接收机内部的噪声，它降低了输入信号
的信噪比。
● 因此，内部噪声成为衡量接收机灵敏度的尺度之一。
内部噪声是可靠检测小信号的的关键。
● 内部噪声可以以多种方式表示;
噪声因子或噪声系数通常被认为是不依赖带宽的参 数。
接收机参数 噪声因子 – 噪声系数
无量纲的噪声因子 F是二端口网络（接收机）输入端和输出端信噪比 之比
?测量接收机?频谱仪?监测接收机测量接收机的特性?高的测试精度?根据测试测量任务优化设计?输入端有衰减器通常是继电器?通常没有自动增益控制agc?脉冲输入保护?针对不同的测量任务进行滤波器优化符合cispr标准?标准校准周期完全校准?符合标准的结果显示和评估?特殊的标记和限制线?iecieee总线控制测量接收机的典型应用?测量常见的已知信号?高精度测量?一致性预测量?参数测量调制分析?集成到一个自动测试系统中去?电磁兼容测量?符合国际规则的测量?符合国际标准的校准?覆盖测量系统?开发和生产的工具测量接收机的典型应用我们可以看到
。
测量- 分析 – 探测
总结:
“接收机是基于不同的理念，针对不同的任务来设计的 ，它们在功能上各有特点。”
原因是什么? 在下一章内将会介绍。
监测接收机的特性
集成了预选器 优化了时间常量的AGC 半导体开关切换 - 没有继电器 针对监测任务优化操作 实时处理理念 特殊的功能如： 静噪, COR 有如下功能： FSCAN, MSCAN 和全景显示(RF, IF) 内部受控序列 (扫描), 音频处理是核心 现代化的接口 (LAN) 交流电或电池供电
校准接收机讲义56页文档
谢谢！
பைடு நூலகம்
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
校准接收机讲义
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
校准接收机讲义
ME642A混频器前的电平设置
HP8902A混频器前的电平设置
驱动电平与噪声、失真、动态范围的关系
输出频率稳定的中频信号
为了尽可能地扩展校准接收机的测量电平的下限和提高小信号测量时的信噪比，接 收机的中放带宽要尽可能的窄。带宽越窄，小信号测量的准确度就越高，可测的信 号电平也会越小(或称接收机的灵敏度越高)。但当本振源频率或被测信号的频率稳 定性较差时，对信号的捕捉就很困难，或捕捉到信号但还未完成测量过程信号又跑 掉了。为了克服这个困难，校准接收机的本振都带有自动频率微调电路，使本振源 频率能在一定范围内跟踪信号频率。常用的自动频率微调电路有鉴频式和锁相式电 路。
24
110dBμ 130~-20dB ±0.1dB μ (0.1~100 ±(0.2~1)dB 1 3 MHz) ±0.2dB
(100~12 00MHz)
107dB 13B ± (0.1~0.5)dB
中频 衰
减器频 率
一中频 633kHz
二中频 10.7MH z
四中频 3.003MH z
自动频率微调系统
中放通频带引起的测量误差
混频器输出中频fIF=fV±Δ fmin，这个频率要在中放通频带的平坦区域内不引起测量误 差。一般都选择中放通频带的中心频率fIF’=fV，通频带的平顶部分对应的频段范围应 大于2Δ fmin 。有时候会出现加AFC电路和不加AFC电路的调谐电平指示不一样的现象 而引起测量误差。产生这种现象的原因有三个：第一，AFC电路的灵敏度降低，剩余 频差Δ fmin 变大，使2Δ fmin超出了通频带的平顶部分；第二，中放滤波回路的中心频 率fIF’或鉴频器的中心频率fV产生了偏移，使fIF’不等于 fV ，则fIF就偏向中放通频带 的一方。第三，中放通频带性能变坏。通频带平顶部分变小或发生倾斜。为了消除第 二种现象，接收机的鉴频器中心频率fV作为可微调的，以定期调整跟踪fIF’。对于第 一和第三种情况，就需要维修。AFC电路的优点是简单，可调节的频率范围较宽，适 用于信号频率稳定性较差的场合。缺点是频率调节准确度较差，Δ fmin较大，要求中 放的通频带较宽，对噪声的抑制能力就较差。
接收机综述
接收机要求指标大致为：噪声系数,灵敏度，线性度，动态范围，内部杂散等。
接收机大致原理图如下：带通滤波器：(抑制杂散，减小本振泄漏对天线与系统电路产生的相应)LNA:在线性恶化的前提下提供一定增益，以抑制后续电路的噪声（要求低噪声系数，合适的增益，高的三阶互调截点以及低的功耗）镜像抑制滤波器：MIXER:是接收机中输入射频信号最强的模块（线性度尤为重要，高的三阶互调截点，同时要求低的噪声系数）中频滤波器：抑制相邻信道干扰，提高选择性。
接收机的主要结构类型：1.超外差接收机结构2.零中频接收机3.镜频抑制接收机4.低中频接收机超外差接收机：超外差接收机结构超外差将射频输入信号与本地振荡器产生的信号相乘优点：在低中频上实现相对带宽较窄，矩形系数较高的中频滤波器，以提高接收机的选择性，而且增益可以中频获得，降低了射频和实现高增益的难度，当射频信号频率上升到微波甚至毫米波时，可采用二次变频方法以降低滤波器实现的难度，保证接收机的选择性。
优点总结：提高了接收机的选择性，降低了射频级实现高增益的难度缺点：结构复杂，模拟器件多，体积，重量方面不令人满意。
当接收信号的频率较高时，VCO的设计变得困难总结：对中频结构接收机，要面临镜像频率干扰，因此合理选择中频与高质量的带通滤波器对于滤除镜像频率十分重要。
镜频抑制接收机结构：Hartley与WeaverHartley假如有用信号t w V s S cos 与其镜像信号t w V t t cos 同时进入信道。
即：t w V t w V t V t t s S i cos cos )(+=则图中上之路与下之路分别为：tw t w V t w V t V LO t t s S a sin )cos cos ()(+=t w V t w V IF t IF S sin 2sin 2-=tw t w V t w V t V LO t t s S a cos )cos cos ()(+=t w V t w V IF tIF S cos 2cos 2+=则上下两之路信号合成中频输出：tw V V IF S IF cos =因此除去了镜像信号，保留了有用信号Weaver 镜像抑制结构：：优点：理论上完全消除了镜像响应与镜像噪声（非常重要相当实用）缺点：两路信道功率增益失配与相位失配相对较低，但无法实现宽带IF 下变换， 要实现宽带固定移相器是相当困难的，且频率越高，难度越大，出于两路 信道的增益与相位失配，完全抑制镜像信号响应是不可能的零中频接收机结构：零中频接收机结构图优点：由于有用信号直接下变频到基带，完全消除了镜像相应问题（蜂窝移动通 终端就采用这种结构，具有无可比拟的优点，是当今研究的热点，解决了 与传统的超外差式结构有关的大多数问题。
接收机原理
接收机原理接收机是无线通信系统中的重要组成部分，其作用是接收来自发送端的无线信号，并将其转换为可供解调的基带信号。
接收机的性能直接影响到通信系统的可靠性和传输质量。
因此，了解接收机的工作原理对于理解无线通信系统至关重要。
接收机的原理可以简单地分为三个主要部分，信号接收、信号处理和信号解调。
首先，信号接收部分是接收机的核心。
当无线信号经过天线接收后，会被放大并转换为中频信号。
这一过程中，需要对接收到的信号进行滤波、放大和混频等处理，以便将其转换为中频信号并去除掉不需要的频率成分。
这样做的目的是为了减小信号在传输过程中的损耗，并提高信号的抗干扰能力。
其次，信号处理部分是接收机中的重要环节。
在信号处理过程中，接收机需要对接收到的中频信号进行解调、解调和滤波等处理，以便将其转换为可供解调的基带信号。
这一过程中，需要对信号进行数字化处理，以便进行后续的数字信号处理和解调操作。
同时，还需要对信号进行时钟和同步处理，以保证信号的稳定和可靠性。
最后，信号解调部分是接收机的最后一个环节。
在信号解调过程中，接收机需要对接收到的基带信号进行解码、解交织和误码纠正等处理，以便将其转换为可供上层系统使用的数据信号。
这一过程中，需要对信号进行解码和解交织处理，以保证数据的完整性和可靠性。
同时，还需要对信号进行误码纠正处理，以提高数据的传输质量和可靠性。
综上所述，接收机的原理主要包括信号接收、信号处理和信号解调三个部分。
在整个接收过程中，接收机需要对接收到的信号进行滤波、放大、混频、解调、解码、解交织和误码纠正等处理，以便将其转换为可供上层系统使用的数据信号。
通过对接收机原理的深入了解，可以更好地理解无线通信系统的工作原理和性能特点，为通信系统的设计和优化提供重要参考。
基础：接收机灵敏度
基础：接收机灵敏度雷达接收机主要进⾏的是滤波、放⼤、频率转换等信号处理，⽽固有噪声存在于整个接收机前端系统，从⽽对接收的雷达信号产⽣影响，降低了输⼊射频信号的信噪⽐。
接收机的性能关系到雷达的正常⼯作，接收机根据系统架构可以分成：超外差接收机、宽带中频接收机、零中频接收机、数字中频接收机等。
接收机在朝着⾼集成度、低功耗、射频前端的软件化、数字化发展。
所有接收机的灵敏度都受到热噪声的限制，⽽在雷达中，主要是来⾃接收机的热噪声(⽽不是外部噪声源)。
所以，系统的噪声系数决定了最⼩可检测有⽤信号或者叫接收机的灵敏度。
噪声系数的线性描述：噪声因⼦，是⼀个⽆单位的量，它是接收机所有的输出噪声(包括输⼊信号引⼊的噪声和接收器本⾝产⽣的噪声)和仅有输⼊噪声产⽣的输出噪声之⽐。
级联系统的噪声系数可由如下公式表征：假设在⼀系列放⼤器链路中，第⼀级放⼤器的增益是G1、噪声系数为F1，第⼆级放⼤器的的增益是G2、噪声系数为F2，第三级放⼤器的增益是G3、噪声系数为F3，以此类推，那么总的噪声系数F如下式所⽰：如果G1值很⾼，那么除了F1之外，其他项的贡献都可以忽略不计，这是⼀个良好设计系统追求的⽬标。
因此，系统噪声系数很⼤程度上取决于接收机链路的第⼀级。
在⼤多数现代雷达系统中，采⽤基于砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)的半导体低噪声放⼤器(LNA)。
这些部件彻底改变了雷达接收机的设计，使雷达接收机噪声系数轻松提⾼1dB，这⽐以前的系统好10倍左右。
当然，做任何事情都是需要代价的，避免失真也是⾄关重要的，因此低噪声放⼤器具有线性是⾄关重要的。
⼀个⾮常⾼的增益器件(⼤的G1)往往缺乏线性度，因此，在线性度和噪声系数之间进⾏权衡是接收机设计的⼀个重要⽅⾯。
系统所能接收的信号越微弱，则表⽰接收机的灵敏度越⾼。
常温下的接收机灵敏度由噪声系数、匹配带宽和所需信噪⽐决定。
下⾯是案例计算：低PRF的C波段雷达⼯作频率为6.0GHz，抛物⾯天线直径2m，发射脉冲串的峰值功率为1MW，脉冲宽度2us，PRF是250Hz。
镍氢电池接收机的作用原理
镍氢电池接收机的作用原理镍氢电池接收机是一种用于接收和转换无线电信号的设备。
它的作用原理可以分为两个部分：无线电信号接收和信号转换。
一、无线电信号接收当无线电信号到达接收机时，它会被接收天线捕捉到，并从天线输入到接收机的前置放大器中。
前置放大器的作用是放大微弱的无线电信号，以提高接收机的灵敏度。
接着，放大后的信号进入混频器（也称频率转换器）中。
混频器的作用是将无线电信号与接收机的本地振荡器产生的参考信号进行混合。
这样就会产生两个新的信号：一个是信号的和频分量，另一个是信号的差频分量。
这两个分量信号会分别传送到后续的电路。
然后，和频分量信号由中频放大器进行放大。
中频放大器可以提高信号的功率，同时降低噪声。
接下来，信号会经过滤波器进行滤波处理，以去除不需要的频率成分。
最后，经过滤波器处理后的信号进入解调器。
解调器的作用是将调制在信号上的信息还原出来。
根据无线电信号的调制形式不同，解调器可以采用不同的解调方式，如幅度解调、频率解调或相位解调。
当信号被解调出来后，它就可以被后续的电路处理或转换为更容易理解的形式。
二、信号转换接收机中的信号转换部分主要涉及数字信号处理。
在信号转换部分，解调后的信号经过采样和量化处理，被转换为数字信号。
采样是指将连续的模拟信号转化为离散的数字信号。
量化是指将连续的信号分为几个离散的电平值，以表示信号的幅度。
接着，经过采样和量化的信号进入数字信号处理器（DSP），DSP可以对信号进行一系列的数字信号处理操作，如滤波、增强、解码等。
其中最重要的是解码，将信号转化为人们可以理解的语音、图像或其他形式的信息。
最后，经过数字信号处理后的信号可以被输出到音频输出装置（如喇叭）或显示装置（如显示屏）上，以供人们听到声音或看到图像。
如果接收机是用于通信目的，数字信号也可以被编码和传输给通信设备进行处理和传输。
总结起来，镍氢电池接收机的作用原理主要包括无线电信号的接收和信号的转换。
无线电信号经由天线、前置放大器、混频器、中频放大器、滤波器、解调器等一系列电路处理后，最终被转换为数字信号，并经由数字信号处理器处理和转换为人们可以理解的形式。
校准接收机讲义PPT56页
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
校准接收机讲义
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
接收机精度测试
GNSS/GPS 接收机 基本性能参数及其测试
关键字：GPS 测试、GNSS 测试、TTFF 时间、捕获灵敏度GPS 仿真器
目录
1. 适用对象 ..........................................................................................................................................................3 2. 简介 ....................................................................................................................................................................3 3. 射频仿真 ..........................................................................................................................................................3 4. 典型 GPS 仿真器 ..........................................................................................................................................4 5. GNSS 环境 ......................................................................................................................................................4 6. 基本接收机性能参数 ...............................................................................................................................4
接收机基础
IP 3 G MDS
式中 IP3 为二个信号输入时三阶交截点（ Third-order two-tone intercept），将在下节讨论。
三阶交截点和交调分量
18
当两个频率为f1、f2的信号源或更多频率的信号源加到一个非线 性器件时，原则上将会产生 mf1 nf2 m, n 0,1,2, 多 个 交 调 分 量 （Intermodulation (IM) products），并可分为二阶交调分量 f1 f 2 ， 三阶交调分量 2 f1 f 2 , 2 f 2 f1 ，以及更高阶交调分量。
接收机动态范围（DR）
接收机动态范围是指接收机 可检测的最小信号与在失真 允许情况下能接收的最大信 号的范围。 最小可检测信号受限于接收 机噪声 在失真允许情况下最大接收 信号取决于接收机的饱和输 出特性。 如果输入功率低于动态范围 的下限，噪声将占主导地位。 如果输入功率超过动态范围 的上限，输出开始饱和。 接收机动态范围是设计射频 与微波电路的重要依据之一。
如果假定T为室温（290K），
带宽为1MHz，则
N i 10 log kTB
10 log 4 1012 m w 114dBm
实际系统（混频器、放大器）1dB压缩点
最小可检测信号（MDS）定义为比噪声功率高3dB的电平，故 MDS = –114dBm + 3dB = –111dBm 所以在室温及 1MHz 带宽条件下最小可检测信号（ MDS ）为 – 111dBm (9.7410–12mw)
17
DR PD MDS
注意，PD和MDS用dBm表示，DR则是dB。
当不止一个信号加到输入端时， 动态范围定义为“ spurious-free region” ，如果输入信号电平相 实际系统（混频器、放大器） 等 ， “ spurious-free” 动 态 范 围 1dB压缩点 DRsf 2
校准接收机讲义共56页文档
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
校准接收机讲义
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
(整理)雷达接收机的基本理论
精品文档第二章 雷达接收机的基本理论内容提要 雷达接收机的工作频率范围包括毫米波、微波、超高频、高频、中频、视频及数字信号，因而设计雷达接收机涉及的理论也相当广泛。
基本噪声理论，传输线理论、网络匹配理论、滤波器、采样理论及频率稳定度理论等，在雷达接收机的设计中都要涉及到。
这些理论包括有多门专著，本章只是从接收机设计的角度予以简捷的阐述。
2.1 噪声理论对于雷达接收机而言，从原则上来讲，不管输入信号怎样微弱，接收机都可以把它放大到足够的程度而加以发现。
但是实际上做不到这一点。
这是由于接收机内部是有噪声存在，外部也会输入噪声，接收机在放大信号的同时，也放大了噪声。
当信号太弱时，它将淹没在噪声之中不能辩认。
尽管可用尽量降低接收机内部的噪声，脉冲压缩，信号积累等方法可以提高信噪比，但是信号输入功率必须达到所要求的最小值。
本节首先要讲述接收机中噪声的概率特性。
然后阐明接收机中噪声系数和噪声温度的计算方法。
2.1.1 接收机中噪声的概率特性噪声是随机信号，在这里，我们将用频率域的描述方法，给这种随机信号建立一个简单的数学模型，以便于分析计算。
对任一噪声（在接收机中常称为白噪声）都可以用傅立叶展开式表示：f(t)=∑∞=1m (a m cos ωm t+b m sin ωm t)(2.1.1)当对该噪声观察时间足够长时，a m 和b m 互相独立。
且都服从正态分布，即0==m m b a均值为零(2.1.2)222mm m b a σ== 方差相同(2.1.3)精品文档(2.1.1)式可以写成f(t)=∑∞=1m c m cos(ωm t -φm )(2.1.4)c m =m mb a +2(2.1.5)φm =tg -1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛mmab(2.1.6)正态噪声f(t)经过窄频带滤波电路以后，输出电压e(t)，可以看做一调制以后的信号，其载波频率是ω0 , 包络是缓慢变化的随机变量E(t)，相位也是一个缓慢变化的随机变量φt 。
接收机基础培训教材~~
IF 7.9414 GHz
analog IF
IF 21.4 MHz
0..50 dB /0.1 dB
detection
A
log
D
Dig. Det.
20 Hz ..7 GHz
BW = 150 MHz
BW = 10 MHz
10 Bit fa=20 MHz
RBW = 2 kHz ...10 MHz b = 96 dB
ESI
Inp2 ("lo")
ESPI
DC (V) Att = 0 dB Att = 10 dB AC (dBV) Att = 0 dB Att = 10 dB Pulse (dBV/MHz) Att = 0 dB
96 96 96 96 97 97 130 137 130 137 130 137 130 137 130 137 130 137 7 7 7 7 7 7 50 50 7 7 (7)
©200 / Jian Luo / 23
第二章 性能指标
ESI preselection stage
PREAMP1 150 kHz
150 kHz...<2.025MHz
2.025...<8.025MHz
8.025...<25.025MHz DC...<8.025MHz PREAMP2 25.025...<80.025MHz DC...<8.025MHz
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 测试接收机基础
©200 / Jian Luo / 28
第二章 性能指标
Calibration routines
- frequency response + IF gains stored in EEPROMs - IF bandwidth calibration (centre frequency, shape factor, gain) - log amp calibration - LO suppression calibration - frequency response + gain calibration for preamp + preselection ESI + + + + +
卫星电视接收机系统概论
卫星电视接收机系统概论卫星电视接收机系统的工作原理是将电视信号通过卫星传输到接收机，再通过接收机解码和播放电视节目。
具体来说，卫星电视信号是通过高频传输的，经由馈线传递到接收机上的卫星天线。
天线接收到信号后将其转换为电信号，并通过天线输出端口传送给接收机。
接收机是卫星电视系统的核心设备，它负责解码和播放电视节目。
接收机接收到信号后，首先将其进行解码，将数字信号转换为模拟信号，然后通过连接线输出至电视机。
同时，接收机还可以进行信号调节、频道切换、语言选择等功能。
有些高级接收机还可以通过互联网接收电视节目和在线视频。
卫星电视接收机系统的优势主要在于覆盖范围广、信号稳定和节目丰富。
卫星电视信号可以覆盖广阔的地理区域，几乎可以在任何地方接收到卫星电视信号。
信号稳定是指卫星电视信号的传输稳定性较高，不会受到天气、地理等因素的干扰。
卫星电视信号传输的带宽相对较大，可以传输更多的电视节目，让观众有更多的选择。
卫星电视接收机系统也存在一些缺点。
首先是安装费用较高。
对于用户来说，购买卫星电视接收机系统需要较高的投资，包括卫星天线、接收机等设备的购置费用以及安装费用。
其次，卫星电视信号可能受到天气和地形等因素的影响。
比如在恶劣的天气条件下，如暴雨、暴风等，卫星电视信号可能受到干扰，导致电视节目无法正常播放。
卫星电视接收机系统在现代生活中得到了广泛应用。
它不仅提供了大量的电视节目选择，满足了观众的多样化需求，还为用户提供了更加清晰的画质和更好的音频效果。
此外，卫星电视接收机系统还可以提供国际电视频道，让用户获取来自世界各地的信息。
总结来说，卫星电视接收机系统通过人造卫星传输电视信号，为用户提供了丰富多样的电视节目。
虽然存在一些缺点，但其覆盖范围广、信号稳定和节目丰富的优势使其成为现代生活中不可或缺的一部分。
无线电接收机常用名词介绍
一、接收机灵敏度接收机灵敏度：无线电接收机对微弱信号的接收能力，叫做灵敏度。
如果某一接收机能收到很弱的信号，则该接收机的灵敏度就高，反之灵敏度就低。
因此，灵敏度也是决定接收机质量的重要参数之一。
它是表征光接收机调整到最佳工作状态时，光接收机接收微弱光信号的能力。
灵敏度的定义与量测实际上，接收机制造商所标示出来的灵敏度和前面所讨论的杂讯系数，虽然有密切的关系，却有所不同。
通常所标示的灵敏度如：输入阻抗５０Ω，频率范围１．８～３０ＭＨｚ时，对於１０ｄＢ的Ｓ／Ｎ比，其灵敏度之０．２μＶ。
这种表示法可以用实际的量测方法来了解所代表的意义，如图三：在接收机的声频输出，接上一个真正的ｒｍｓ电表，在输入端接一个讯号产生器（必须注意阻抗匹配）。
首先将讯号产生器和接收机设定在特定的量测频率，并调整讯号产生器，使其输出为零，此时在ｒｍｓ电表上的读值为接收机本身产生的内部杂讯功率。
再慢慢地增加讯号产生器的输出，直到ｒｍｓ电表的读值比原来增加１０ｄＢ，也就是Ｓ／Ｎ比为１０ｄＢ时，在读出讯号产生器的输出电压位准，如果是０．２μＶ的话，则此接收机的灵敏度就是０．２μＶ。
灵敏度实际上是对接收机噪音水平的度量，而不单纯是弱信号放大能力的度量。
提高灵敏度的关键在于前一、二级的噪音一定要小。
任何干扰源都有其不同的频谱特性和方向特性，通过变换接收模式、变换频率、调谐天线、改变天线就可以减小干扰。
那个Kiwa MW天线就具备这样的特性：转动天线的目的并非要使天线指向信号最强方向，而是使得干扰最小。
通常说的灵敏度是指接收机在标准试验条件下达到所规定输出的低频信号（幅度、失真、信噪比等）输入给接收机最小的高频载波信号的电平值。
它是表达接收机在信道内能接收弱信号的能力。
灵敏度(sensitivity)：指收听远距离电台或微弱信号的能力，在技术上定义为：输出指定信噪比（S/N）的音频信号所需的射频（RF）信号强度〖确切的讲，是载噪比〗。
在无线电接收机诸多的性能当中，＂灵敏度＂无疑是其中最重要的一项。
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主要模块 处理器, 接口
功能: 通常内置控制器 控制所有的数据和处理。另外有额外的
处理器或微控制器和内存支持显示、接口等子功能。 重要的因素: 标准的操作系统 实时能力 标准化的接口
接收机参数
最重要的 (首要的) 接收机参数
接收机参数 最重要的—首要的因素
频率范围 噪声 – 噪声因子 – 噪声系数 – NF 灵敏度 二阶截断点 - ICP2 - IP2 – SOI 三阶截断点 - ICP3 - IP3 – TOI 振荡器再辐射 中频抑制 镜频抑制 选择性 – 形状因子
T = 测试评估
(U - D)* (U - D) (U - D) (O - T)
接收机参数 频率范围
有如下不同的概念: 多重调谐器的概念
为不同的频带配置对应的调谐器 Pros: 低的中频使得第一中频的滤波器变窄成为可能 (对噪声系数、截断点、阻塞来说是理想的,)
低的本振频率 = 低的相位噪声 Cons: 为不同的频带配置对应的调谐器占用了大量的空间和模 块，换句话说：增加了成本。
主要模块 预选器
预选器需要被用来减少天线输入端信号负载 (信号总负载)
它改善了如下参数:
本振再辐射 二阶截断点 - IP2 镜频抑制 中频抑制 噪声系数 - NF
主要模块 前端 (信号部分)
功能:
在前端，输入的频率被转变为不同的中频（第一中频、 第二中频、第三中频），在每个变频器中间，得到的 中频 被放大和滤波。
例如: ESMC
接收机参数 频率范围
单调谐器的概念
Pros: 整个频带仅有一个调谐器，只需较小的空间，价 格低。
Cons: 高中频 = 宽的中频滤波器带宽 限制了带内的截断点 高频削弱了噪声 相位噪声和线性度 只能用于一个有限的范围 如： HF + VHF/UHF
例如: EB200, ESMB (VHF/UHF)
(对于调幅信号) 为
主要模块 中频部分
模拟或数字中频部分? 模拟解决方案通常用于消费产品（能力较低）和专业的宽 带领域(8 MHz to 10 MHz)
数字解决方案有如下决定性的优点: 较多的带宽选择, 容易调整 可实现针对不同的波形选用不同的滤波器 不用调整 – 高精确性 温度稳定性好 多种解调器 适应性好、容易控制 数字输出 (中频、音频)
频谱仪的特性
一般的指标: 音频处理 解调 (通常没有单边带) 实时能力 重量-尺寸-便携性 功耗 改善的温度范围
因为许多监测功能不必要的，所以它们在这里或者很弱 或者干脆没有。如： FSCAN、MSCAN 、全景、静噪、驻 留时间等。
控制的问题(AGC)
频谱仪的典型应用
显示以频率为横轴的频谱 主要针对“已知”信号 电平和频率的测量 调制参数测量 双端口网络线性度测量 噪声和相位噪声测量 可集成到一个自动测试系统中去 是实验室开发必不可少的工具 是生产过程中必不可少的工具
总结
我们了解对于不同类型接收机的要求不同，所以在器 件选择上就有所不同。
以下部分将集中讨论传统的监测接收机或无线电搜索 接收机。 尽管如此，我们仍将对三种接收机类型进行对比，帮 助大家了解相应的问题。
接收机设计
方框图 (EB200)
ANT
Preselection Overvoltage
Protection
D A
NF Interface Board
IFWB
Interface
DC AC
Remote
Power PC
Memory Processor
Serial
Display
Front Panel
Interface Board
Dig I/Q
Interface
A D
DDC
DSP
PLL IF Panorama
AC
频谱仪：
接收机：
本振的工作特性 扫频
点频
射频前端
无预选器 （仅有简单低通）
若干预选器 （固定和跟踪滤波器）
测量精度
普通
高精度
中频带宽 检波方式
3 dB（分辨滤波器） 6 dB（中频滤波器） 依据EMC标准,无论是民用还是军用标准,带宽均应为6dB.
无准峰值检波
多种检波方式
EMC标准中限值通常包括准峰值限值
测量- 分析 – 探测
总结:
“接收机是基于不同的理念，针对不同的任务来设计的， 它们在功能上各有特点。”
原因是什么? 在下一章内将会介绍。
监测接收机的特性
集成了预选器 优化了时间常量的AGC 半导体开关切换 - 没有继电器 针对监测任务优化操作 实时处理理念 特殊的功能如： 静噪, COR 有如下功能： FSCAN, MSCAN 和全景显示(RF, IF) 内部受控序列 (扫描), 音频处理是核心 现代化的接口 (LAN) 交流电或电池供电
频谱仪的典型应用
我们可以看到 :
“在开发、生产、干扰测量、质量保证和认证，特别是 在特殊的分析领域中，频谱仪也是一个典型的测试工具。 ”
相应地，它的大多数功能是为了优化这些应用而设计 的。
监测接收机的典型应用
快速探测“未知”信号 在频域内搜索活动信号 通信信号的解调 触发更多的功能 集成到民用和军用的特殊系统中去 频带的监测 单频点的监测 监测某一个频率表 传送解调信号便于进一步处理 存储某一活动信号
10.7 MHz, 21.4 MHz, 40 MHz, 70 MHz, 160 MHz
许多选件都调谐到此频率。
(通常与测量接收机和频谱仪中频不同)。
主要模块 中频部分
功能: 对从前端输入的信号进行预选和滤波。 转换到基带 (视频输出)。 通过带有不同加权过程的对数放大器获得输入信号的
电平信息。 调整中频部分产生的信号电平进入固定倍数放大器。
监测接收机的特性
高可靠性, MTBF 使用复杂的自检理念达到短的 MTTR（平均修正时间） 易于集成到系统中 为可选设备提供通用接口 低功耗 改善的的温度范围 满足移动要求的高机械强度 满足严格的电磁兼容要求
不太重要的因素: 电平精度, 脉冲负载能力, 限制线, 特殊的 滤波器
接收机与频谱仪的区别
测量接收机的典型应用
测量常见的“已知”信号 高精度测量 一致性（预）测量 参数测量（调制分析） 集成到一个自动测试系统中去 电磁兼容测量 符合国际规则的测量 符合国际标准的校准 覆盖测量系统 开发和生产的工具
测量接收机的典型应用
我们可以看到:
“测量接收机是在开发、生产、电磁兼容校准和认证 的专用工具。”
接收机参数 噪声
凡是有电流的地方都会产生噪声。 电子的不规则运动是产生这种现象的原因。 原理: 电流越大，产生的噪声越大。
因此，接收机中要进行小电流设计，但这与线性度 矛盾。 驱动电流越大，混频器承载的功率就越大，线性度 越好
低噪声和高的线性度是矛盾的。鱼与熊掌不可兼得
接收机参数 Noise
10 kHz to 3000 MHz 3466.71 MHz to 6466.7 MHz 3466.7 MHz
主要模块 第二、第三本振
功能: 第二、第三本振通常是固定频率的振荡器。它们
把第一和第二中频 输出信号转变为中频信号，这 些信号将被加载在中频部分或其它模块上以便进 行进一步处理, 如中频全景。这些未被控制的宽带 中频信号应该在后部也能得到。第一和第二中频 信号经常被成对输出满足带宽极宽的应用(>10 MHz)。 监测接收机最后一级中频的典型输出频率:
接收机与频谱仪的区别
接收机的主要优缺点 测试准确度高、动态范围大、频率分辨率高、灵敏度高、互 调干扰小及有四种基本检波方式； 缺点就是不能像频谱仪分析仪在很宽之频率范围内展开观察， 而对被测讯号无法快速进行频谱分析和振幅测试。
频谱仪的主要优缺点 频谱分析仪之优点是能在很宽广之频率范围内观察而迅速地 对被测讯号进行频谱分析和振幅测试、 测试设备相对简单及 测试比较方便； 缺点就是测试准确度相对差一些、频率分辨率较低、互调干 扰大、选择性较差及只有单一峰值检波方式。
接收机基础
内容: 最重要的接收机类型 典型应用 不同接收机的特点 以R&S 公司的EB200为例介绍接收机的设计 最重要的模块和它们的功能 最重要的接收机的特性参数 其它的接收机的特性参数
什么是接收机?
“从广义上讲，接收机是用来处理电讯号的有线或无线的设 备”.
从这个广义的角度，我们将更近地观察那些使我们感兴趣的 接收机.
相应地，它的功能多是为了优化这些应用而设计的。
频谱仪的特性
没有预选器 输入后直接混频 针对测试测量的优化设计 没有自动增益控制 (AGC) 针对不同的测量任务进行滤波器优化 (符合CISPR标
准) 标准周期 (完全校准) 符合标准的结果显示和评估 特殊的标记和限制线 IEC/IEEE 总线控制 针对任务的特殊功能
(O - D)* (U - T) (O - T) (U - T) (U - T) (U - T) (U - T) (U - T) (O – T)
接收机参数
振荡器 (合成器) 相位噪声 固有杂散响应 ** 寄生响应 自动增益控制 – AGC
l左:
O = 操作参数
U = 不需要的参数
右:
D = 设计参数
测量接收机 频谱仪 监测接收机
测量接收机的特性
高的测试精度 根据测试测量任务优化设计 输入端有衰减器(通常是继电器) 通常没有自动增益控制 (AGC) 脉冲输入保护 针对不同的测量任务进行滤波器优化 (符合CISPR标准) 标准校准周期 (完全校准) 符合标准的结果显示和评估 特殊的标记和限制线 IEC/IEEE 总线控制
● 噪声被认为是接收机内部的噪声，它降低了输入信号
的信噪比。
● 因此，内部噪声成为衡量接收机灵敏度的尺度之一。