一种超外差接收机的射频前端设计
多通道甚高频超外差式接收机的设计
多通道甚高频超外差式接收机的设计钱梦园;杨国斌;张援农;姜春华【摘要】针对甚高频天线阵信号的同时接收中存在信噪比差异过大以及信号质量不好等问题,设计一种通道差异小、噪声低、灵敏度高、动态范围大的多通道甚高频超外差式接收机.该设计采用高灵敏度和大动态范围的超外差式接收机结构,前级放大器采用低噪声、高增益的放大器来降低整个接收机的噪声系数,并选择合理的预选滤波器和中频滤波器抑制镜像频率的干扰,链路中还采用匹配网络调节通道增益,使各个通道间的增益差异在合理的范围内,中频放大器选择合理的1 dB压缩点放大器以保证接收机的动态范围足够大.该设计在经过测试后,各项接收指标均满足要求,可广泛应用于雷达、通信领域.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2019(042)009【总页数】5页(P1-4,10)【关键词】超外差接收机;甚高频天线;滤波器选择;前级放大器;通道增益调节;匹配网络【作者】钱梦园;杨国斌;张援农;姜春华【作者单位】武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430072;武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430072;武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430072;武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430072【正文语种】中文【中图分类】TN851.4-340 引言接收机是雷达、通信系统中的“传感器”，是提取外界有用的信息并传输给系统的数据处理模块。
如果接收机设计的不好，系统就无法获得有效、实时的外界信息，因此设计一个性能良好的接收机可以极大地提高系统的探测能力。
在多通道甚高频雷达系统中，由于其探测的范围广，天线阵多，一般的接收机会出现射频（RF）输入信号少、中频（IF）输出信号质量差、通道之间的信号差异大等问题而给后续的信号处理带来困难。
本文主要针对这些问题进行分析并设计出合理的多通道甚高频接收机。
常见的接收机类型有超外差接收机、直接下变频接收机、镜像抑制接收机、数字零中频接收机、直接数字式接收机。
射频接收机前端及其关键模块设计
参数 和 结构 ，并 分析 了低噪 声放 大 器和 混频 器等 射 频接 收机 前 端 的 两个 关键 模 块 ，从 而帮助 设 计 套 射 频接 收机 前 端 系统 ，确保
一
整 个 接 收 机 的 性 能 和 接 收 信 号 的 质 量。
收器 的第一 级 ，当射频信号进入 到接 收机时往 往先要通 过低噪声放大器模块 。它 的噪声、线 益 ，要仔细选择跨 阻放大器上 的反馈 电容 和反 性度 以及增 益等对整个接受机 的性能都具有 一 馈 电阻的数值。一般这类射频器 的热 噪声主要 定 的影响。所 以对 低噪声放大器设计 时 ， 要 使 来 源于输入跨导管 、开关管的 的沟道 热噪声 以
中 简 要 介 绍 了射 频 接 收 机 的 主 要
重要特征和整个接 收机 系统的性能 ，因此要对 混频器 和电压模 式的混频器 。电流模 式的无源 射频接收机前端 的核心部 件进 行设计 ，它主要 混频器控 制交流电流流过的开关 ，同时开 关两 包括 低噪声放大器和混频器两大 关键模块 。 端不会 出现 较大 的信号 电压幅度 ，跨导级是它 的第一级 ， 将输入的 电压信号转换为 电流信号 ， ２ ． １低 噪 声 放 大 器 （ Ｌ Ｎ Ａ） 然后 电流信号进入开 关级 ，由开关级开关调制
Байду номын сангаас
其具备尽 可能低的功耗 、足够大 的增益 、尽 可 及 跨 阻放 大 器 的 热 噪声 。 电压 模 式 的无源 混频 器 具有 较 好 的线性 能克服 混频器 的噪声干扰 、特定 的输入 阻抗 和
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
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。
机载超短波接收机射频前端系统级设计与仿真
机载超短波接收机射频前端系统级设计与仿真
张宇晖
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2024(50)1
【摘要】针对某型号超短波接收机研制需求,使用ADS(Advanced Design System)软件对该超短波接收机射频前端进行设计与仿真。
通过分析接收机的性能需求,结合接收机主要工作原理和技术指标选取二次变频超外差接收机结构做为实现方案,根据设计方案在ADS中建立了射频前端的系统级仿真模型,并对射频前端的噪声系数、灵敏度、增益和互调失真等多个关键指标进行了设计分析和仿真计算,结果表明该射频前端各项指标满足设计要求。
【总页数】4页(P83-86)
【作者】张宇晖
【作者单位】中国西南电子技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN492
【相关文献】
1.软件无线电接收机射频前端设计与仿真
2.基于ADS的L波段接收机射频前端设计与仿真
3.面向超短波接收机射频前端的电磁脉冲效应仿真与效应分级方法
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5.多通道卫星导航探空接收机射频前端的设计与仿真
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射频接收机前端AGC系统的电路设计
射频接收机前端AGC系统的电路设计提纲：一、射频接收机前端AGC系统的基本原理及设计要点二、传统射频接收机前端AGC系统挑战及优化设计技术三、现代射频接收机前端AGC系统设计方法研究四、射频接收机AGC系统的性能评估与实验测量五、未来射频接收机前端AGC系统的发展趋势和展望一、射频接收机前端AGC系统的基本原理及设计要点AGC（Automatic Gain Control）系统是射频接收机的重要组成部分，在信道不稳定的环境下可以实现信号输入电平的自动控制。
其主要功能是控制单位电平内射频前端放大器的信息增益，以确保信号在最佳的动态范围内运行。
射频接收机前端AGC系统的设计要点主要包括信号放大段、包络检波环节、比较环节和控制回路。
其中，信号放大段的设计为AGC系统的核心，关系到整个系统性能的优劣。
当前，射频接收机前端AGC系统的设计主要分为两大类：一类是传统模拟AGC系统，它采用经典的线性控制回路，具有结构简单，功耗低，抗干扰能力强等优点；另一类是数字AGC系统，它基于DSP的现代控制理论，具有精度高，响应速度快等优点。
二、传统射频接收机前端AGC系统挑战及优化设计技术目前，传统AGC系统仍然是射频接收机中最常用的设计方案之一。
然而，传统AGC系统在设计中还存在一些挑战，主要包括信号失真、抗干扰能力不足和高功耗等问题。
为克服这些问题，优化设计技术主要包括：1、引入自适应控制器，利用反馈控制环节提高控制精度和系统鲁棒性，增强系统的稳定性和抗干扰能力。
2、优化模拟电路设计，提高系统带宽、增益平坦度和延时响应特性，并减少失真和噪声干扰。
3、使用低功耗模拟电路设计，降低系统功耗并提高信号处理速度。
三、现代射频接收机前端AGC系统设计方法研究现代射频接收机前端AGC系统采用数字控制理论，利用高速AD/DA转换器实现对系统的数字控制。
其优点在于精度高，控制方便和响应速度快等。
目前，现代AGC系统主要分为三类：1、基于改进的遗传算法和FPGA的AGC系统，该设计主要以FPGA为核心控制器，利用改进的遗传算法实现AGC控制回路，并通过DSP进行算法协调。
三款常用接收机架构之间的PK
三款常用接收机架构之间的PK作为无线通信领域的重要组成部分，接收机在不同的架构下具有不同的优势和特点。
本文将介绍三种常用的接收机架构，并对它们进行PK比较。
1.超外差接收机架构：超外差接收机架构是最早应用于无线通信系统的架构之一，它的主要特点是通过射频前端混频至中频，然后再通过中频信号处理电路进行信号处理。
该架构优点在于实现简单，成本低廉，适用于大多数无线通信系统。
2.并行接收机架构：并行接收机架构是一种针对高速多载波通信系统设计的架构，它通过将接收机分成多个子接收机以并行处理不同的载波信号。
并行接收机架构具有处理速度快、抗干扰能力强的优势。
同时，由于它需要实现多个子接收机的同步和协同工作，因此在设计和实现上相对复杂。
3.软件无线电接收机架构：软件无线电接收机架构是近年来发展的一种新型架构，它利用通用处理器和可编程逻辑来实现接收机功能。
软件无线电接收机具有较高的灵活性和可配置性，可以适应不同的通信标准和频谱资源。
此外，软件无线电接收机可以通过固件或软件升级进行功能扩展，不需要改变硬件结构，具有很好的兼容性。
三种接收机架构各有优劣，下面对它们进行比较和评估：1.实现复杂度：超外差接收机架构实现简单，成本低廉，适用于大多数无线通信系统。
并行接收机架构相对复杂，需要实现多个子接收机的同步和协同工作。
软件无线电接收机架构需要通用处理器和可编程逻辑的支持，实现相对复杂。
2.处理速度：超外差接收机架构的处理速度较快。
并行接收机架构通过并行处理多个子接收机实现更高的处理速度。
软件无线电接收机架构的处理速度受限于通用处理器的性能。
3.灵活性和可配置性：并行接收机架构较难实现灵活性和配置性，需要对子接收机进行硬件分配。
软件无线电接收机架构具有较高的灵活性和可配置性，可以通过软件进行配置和调整。
4.兼容性：超外差接收机架构由于成熟度较高，在兼容性方面表现较好。
并行接收机架构和软件无线电接收机架构相对较新，对兼容性的支持相对较少。
超外差接收机工作原理
超外差接收机工作原理
超外差接收机工作原理是基于超外差的原理，用于接收无线电信号并将其转换为音频信号。
它通常由两个主要部分组成：射频前端电路和中频部分。
射频前端电路负责接收和放大传入的无线电信号。
当信号进入接收机后，它首先经过一个低噪声放大器，用于增加信号的强度并减少噪声的影响。
接下来，信号进入混频器，通过混频器与一个本地振荡器相结合。
混频器的作用是将传入的信号与本地振荡器的频率进行混合，产生一个新的信号，其频率等于信号频率与本地振荡器频率的差值。
中频部分负责对混频器输出的信号进行进一步处理。
它包括一个中频放大器和一个解调器。
中频放大器用于增加混频器输出信号的强度，以便进一步处理。
解调器的作用是将中频信号转换为音频信号。
解调器采用一个带限放大器和一个环形检测器来提取音频信号。
带限放大器用于选择解调器输出中所需的频率范围，而环形检测器则对信号进行整流和滤波，以使得最终输出为音频信号。
总之，超外差接收机通过射频前端电路接收和放大传入的无线电信号，然后利用混频器将信号和本地振荡器混合产生中频信号，再经过中频部分的放大和解调处理，最终输出为音频信号。
这种工作原理使得超外差接收机具有较高的灵敏度和频率选择性能，被广泛应用于无线通信和广播领域。
超外差接收机设计
超外差接收机设计flaming第一章技术指标（基本函概）图表1传统的两级变频超外差接收机框图1.1接收信号频段1.2接收机噪声系数1.3接收机增益1.4接收机RF和IF滤波器指标包括通带插损、阻带抑制和带内波动等。
RF滤波器（预选器）主要功能是：·限制输入信号的带宽以使互调失真最小；·削弱寄生响应，主要是镜象频率和1/2中频频率问题；·抑制本振能量，以防止其到达天线。
IF滤波器主要功能是相邻信道选择性ACS和接收机三阶互调系数改善。
1.5灵敏度：接收机正常工作条件：输出功率和输出信噪比达到要求。
所以，接收机灵敏度为在给定要求的输出信噪比（误码率）的条件下，接收机所能检测到的最低（最小）输入信号电平。
与信道类型和传播情况有关。
1.6动态范围接收机高性能工作所能承受的信号变化范围。
1.7阻塞和杂散响应抑制由于一些无用信号的存在，使接收机接收有用信号质量降低而不超过一定限度的能力。
1.8互调响应抑制指接收机在与有用信号频率某一特定关系的两个或多个干扰信号存在时。
收信机接收有用信号的质量降低不超过一定限度的能力。
1.9相邻信道选择性(ACS)指当相邻信道上存在信号时，接收机有用信号质量降低不超过一定限度的能力。
该指标检验接收机邻道选择性。
ACS定义为指定信道的接收滤波器在该信道上的衰减和对相邻信道信号的衰减的比率。
1.10杂散辐射指发射机不发射功率时，在天线口测得的由接收机引起的辐射功率，主要是天线连接器和机箱的辐射引起。
第二章设计关键器件选型2.1射频滤波器指标接收链路上的RF滤波器主要用于对带外阻塞电平、混频镜像和半中频点的抑制，根据分析的结果，可以确定接收链路上RF滤波器的技术指标。
发射链路上RF滤波器主要用于抑制发射机输出的杂散，如本振泄漏、谐波等。
下表为大唐TD-SCDMA对RF滤波器的要求，主要来自于协议要求（其中灰色部分为发射要求），（对于有些频率评论不太清楚）但是imger(IF/2)＝LO-IF/2本文其他地方没有提及，主要是：LO-imger(IF/2)＝IF/2的二次谐波。
gps天线原理
1 GPS卫星信号的组成 GPS卫星信号采用典型的码分多址（CDMA）调制技术进行合成（如图 2 所示），其完整信号主要包括载 波、伪随机码和数据码等三种分量。信号载波处于L波段，两载波的中心频率分别记作L1 和L2。卫星信号 参考时钟频率f0 为 10.23MHz，信号载波L1 的中心频率为f0 的 154 倍频，即： fL1=154×f0=1575.42MHz (1) 其波长λ1=19.03cm；信号载波L2 的中心频率为f0 的 120 倍频，即： fL2=120×f0=1227.60MHz (2) 其波长λ2=24.42cm。两载波的频率差为 347.82MHz，大约是L2 的 28.3%，这样选择载波频率便于测得 或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差。伪随机噪声码（PRN） 即测距码主要有精测距码（P码）和粗测距码（C/A码）两种。其中P码的码率为 10.23MHz、C/A码的码率为 1.023MHz。数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据，又叫导航电文或D码，它主 要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的 概略星历；总电文由 1500 位组成，分为 5 个子帧，每个子帧在 6s内发射10 个字，每个字 30 位，共计 300 位，因此数据码的波特率为 50bps。
基于 MAX2742 型电路的 GPS 接收机设计
李今明
1 引言 GPS 卫星发送的导航定位信号是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用户， 只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量 GPS 信号的接收设备即 GPS 信号接收机，就可以在任何时候 用 GPS 信号进行导航定位测量。GPS 信号接收机的功能是能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待 测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对接收到的 GPS 信号进行变换、放大和处理、以便测量出 GPS 信号从卫星接收机天线的传播时间，解译 GPS 卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的 3 维位置甚 至 3 维速度和时间。 典型 GPS 接收机的结构如图 1 所示。
S／L波段收发系统射频前端设计与实现
≥３ ｄ ／ ３ ０Ｂ ＜ 。 ￣
４ １本振信号的 产生 ．
发射机完成 的主要 功能是调制 、 上变频、 功率放大 和滤波 。 发射机 的方案 比较 简单 ， 大 致可 以分为两种 ： 是将 调制和 上变频合二为 一 在一个 电路里完成 ， 这称 为直接 变 换 法 【 】。第 二种 先 在较 １
一
５ 阶ＦＩ 滤波电路， Ｒ 实际调试中选用高Ｑ 值的磁 环 做绕 线 电感 ， 过 多次 仿真 和 经 实际调 试 ， 决 了中频 滤 波电路 解
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ＳＬ ／ 波段收发系统射频前端设计与实现
原艳宁 陕西凌云科技有限责任公司
３２ 发射单 元电路设 计 ． 本设计 方案 采用两次 变频 的超 外差 接收 在本 设计中发射单元 采用直接 变换法 ， 但 方 式 ， 外 差式 接 收机 的最 大 缺点是 组 合干 超 为了改善 经功 率放 大 或发 射后 的强信 号 会泄 扰 频率 点多， 中频信 号的 选取尤 为重要。一般 漏或 发射 回来影 响本 振 ， 牵引本振 频率 ， 一是 组 合干扰 设 计结 构要 求混 频产物 的组 合级数 将功 率放大 器的及其开关 远离本振单元 ， 二是 大于５ 时， 不会对 接收 灵敏度 造成 影响 。 级 将 选择 反向隔离度较高的 放大器。 本设计方案 中 组合 干扰 的计算公式 为： 发 射单元 的工作流 程为 ： 由频率合成器产生的 中频 ± 带宽 ＝ （ 频点 ± 宽） ｉ ± 带 × ｎ 一本振 载 波信号 ， 经两级放 大后 ， 将调 制信号 调制到 频 率 × ｍ±二本振频率 × ｋ 载 波频率上 ， 经过 滤波和 放大 后， 送给后 续功 在本 方案 中我们选 用的ｓ ４３ 是一 款集 ｉ１３ Ｏ、 它 放 单元， 由功放单元通过 发射天 线振子发送 出 成ＶＣ 环路滤波 器等电路的 频率合成器，
FSK超外差式434Mhz无线接收模块的设计
FSK超外差式434Mhz无线接收模块的设计射频通信技术已深入各行各业，为解决434MHz无线接收模块在工作中易受到杂波信号干扰，接收灵敏度低的缺点，文章设计了一种高灵敏度、FSK解调方式的无线接收模块方案。
该方案采用INFINEON公司设计的集成度高、分立元件少的TDA5210高频接收芯片，通过在信号接收前端电路中插入高Q值的声表面波滤波器（SAWF，surface acoustic wave filter），增强接收模块的频率选择性，并抑制高次谐波对系统造成的干扰，依据最大功率传输理论，匹配天线端输入阻抗到50欧姆以增强系统对信号的接收强度。
实验表明，该无线接收模块方案具有接收灵敏度高，噪声抑制能力强，工作稳定的特点。
标签：无线接收；434MHz；英飞凌在无线通信技术中，高频信号的频率调制方式由于具有频率响应好、抗干扰能力强、信号保真度高等优点，在各行业中得到了广泛应用。
有限的可用频率资源的充分利用性和电磁兼容等问题对调频无线通信技术的应用严格性的要求，使得人们在遵循无线电技术法规要求的前提下，设计出高稳定性、抗干扰能力强的通信产品以满足品质的需求。
现在市场上普遍采用的是UHF频段的315MHz频段，调制和解调方式大多以ASK为主，433MHz频段近年来得到了广泛应用，如智能家居系统[1]等。
本文针对433MHz频段FSK调制方式的发射端，设计了易于调试的接收端方案，文中给出了详细的调试方法，通过应用高Q值的声表面波滤波器[2]（SAWF，surface acoustic wave filter），增强了接收模块的频率选择性，提高了系统的抗干扰能力。
1 芯片介绍TDA5210是INFINEON公司生产的低功耗、具有自动休眠功能的超外差式FSK/ASK解调方式接收芯片，集成度较高，仅需搭载少量的外围器件。
主要适用于远程控制系统，无线进入系统，报警系统和低比特率通信系统。
其内部框图如图1所示。
TDA5210的工作频段可以在400MHz 到440MHz，810MHz到870MHz之间进行选择，该芯片内部集成了低噪放大器[3]（LNA），双平衡混频器，压控振荡器（VCO），锁相环电路（PLL），晶体振荡器，限幅器，锁相环FSK 解调电路，数据滤波器，数据限幅器和峰值检波电路[4]。
AM超外差收音机的设计与仿真
３ａ 超 外 差 收 音 机 系 统 的设 计 框 ｍ 图 及 仿真
广 播 发 射 端 使 用 三 种 不 同 的 扫 频 信 号 源 ，分 别 用 ９ ５ Ｈ ９ ５ Ｈ １ ０ Ｋ Ｚ 的 ２ Ｋ Ｚ、 ６ Ｋ Ｚ、０ ５ Ｈ
高频前端设计 ［ 航 天电子对抗 ．０ ９ ０ ） Ｊ ］ ２ ０ （ １．
图３ ２中频 带通信 号经 包络检 波输出的频谱图
作者 简 介： 吴燕 （ ９ ３ ， ， １ ８ 一）女 陕西 省 汉 中市 人， 助教 。 主要从事教学工作 。 主要研究 方向：
２ 调制信号频谱图 ）
通信与信息系统。
超外 差收音机 的设计 与仿 真
吴燕
（ 陕西理工学院电信工程系 ． 陕西汉中 ７ ３ ０ ） ２０３
摘
要： 本文介绍 了超外 差收音机 的基本原理 ， 设计出了超外差收音机的系统框图 ， 最后 利用 Ｓ ｓ ｍｖ ｗ软件对其进行了仿真。设 ｙｔ ｉ ｅ ｅ
计方案可行 ， 仿真结果正确 ， 加深 了对相关理论知识 的学 习和理 解。
： ＝ Ⅲ … … ． ・ ‰ —－ 一０ 』
射频前端 电路设计 ［ ． Ｊ 微电子学 ．０ ９（ ４ ］ ２０ Ｏ ）
【］ 聪 。 ２丘 叶青 Ｃ 波段 ＣＭａＳ射频 前端 电路
的频 率始 终 比接收 到的 电台信 号频 率超 出
４ ５ Ｚ，故把这种 收音机 叫做超外 差收音 ６ ＫＨ
谱 图 如 图 ３２பைடு நூலகம் 示 。
振荡信号与接收到的电台信 号进行非线性混
频 ， 二 者 的 差值 始终 为 ４ ５ Ｈ 这 样 就 降 使 ６ Ｋ Ｚ，
参考 文献 ［］ １丘聪 ， 叶青 。 叶甜春 ， 范军 ． ２ ｚＣＭＯＳ ４・ＧＨ
超外差式接收机原理方框图“超外差...
摘要随着微电子技术的发展，无线电通信技术的应用越来越广泛。
由于跳频通信出色的保密和抗干扰能力，跳频电台成了当今军事通信领域关注的重点，具有很高的研究与开发价值。
本课题来源于中国电子科技集团公司第五十研究所为炮兵某部研制的手持式跳频电台，为其中接收机的研制。
接收机采用两次变频超外差式结构设计，射频预选滤波器采用跳频数控电容阵列方式实现分段滤波，高放单元采用层叠式结构来减小体积；中放单元采用MC3372集成电路实现基带信号的解调输出。
本课题在接收机高性能和小型化的设计与具体电路实现上具有一定的创新与独到之处。
本文先对接收机的几种结构形式进行了对比分析，介绍了接收机的关键技术指标，然后提出了系统硬件设计方案，并对该方案的技术指标进行了论证；之后详述了本课题具体电路的设计与实现方法，以及电路调试中应该注意的问题，最后给出系统的测试结果，针对调试和测试中出现的问题，进行了较深入的分析，并提出了实际的解决措施。
关键词：接收机超外差二次变频小型化灵敏度AbstractThe application of the radio communication technology is more universal as the development of the microelectronics technology. Because of the excellent secrecy and anti-jamming ability, Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) technology is of great importance in military domain and of great value in research and development.This work was supported by China Electronics Technology Group Corporation No.50 Institute under Project the Military Holding Frequency-hopping Radio. The auther was responsible for implementation receiver part of the subject. The receiver has a superheterodyne structure with twice conversions. And the front-end circuits designed for a small-sized structure by superposing. The RF preselector circuits are a programmable section-filter. In this superheterodyne receiver the demodulator circuit used MOTOROLA’s MC3372 device to recover the intelligence impressed on the radio carrier. In receiver system development, there are some innovations in the design of high performance and small-sized structure, also in the circuitry realization.The paper begins with the deep analysis of the usually receiver’s structure and the key parameters. Subsequently, author presents the system structures of hardware. Then, the system scheme analysis and proof, implementation of each functional unit, some questions paid more attention in system design and debug are discussed in detail. The ultimate testing results of this subject are represented at last. Finally, with respect to the problems in debugging and testing process, author does some analyzing and presents the practical solutions.Keywords: Receiver Superheterodyne Twice Conversions Small-sized Sensitivity目录摘 要 (I)Abstract (II)目 录 (III)第一章 引言 (1)第二章 接收机总体设计 (5)2.1无线接收机简介 (5)2.2常用接收机的几种形式 (6)2.2.1超外差式接收机 (6)2.2.1.1基本结构方案 (6)2.2.1.2中频频率 (9)2.2.1.3二次变频方案 (10)2.2.2直接下变频方案 (11)2.2.3镜频抑制接收方案 (13)2.2.4数字中频方案 (16)2.3接收机指标分析 (17)2.3.1噪声特性分析 (17)2.3.1.1内部噪声的来源 (17)2.3.1.2噪声系数 (18)2.3.2灵敏度 (19)2.3.3选择性 (20)2.3.4动态范围 (20)2.3.4.1 1dB压缩点 (20)2.3.4.2三阶截断点 (21)2.4本机方案的确定及可行性论证 (23)2.4.1本机方案的确定 (23)2.4.2方案可行性论证 (24)2.4.2.1系统总噪声系数计算及灵敏度指标 (24)2.4.2.2镜像抑制及中频抑制指标 (24)2.4.2.3动态范围指标 (25)第三章 射频前端电路——高频放大单元的设计 (26)3.1射频前端电路指标分析 (26)3.2射频前端电路的结构 (27)3.2.1最简单的射频前端电路 (27)3.2.2较复杂的射频前端结构 (28)3.2.3更复杂的射频前端结构 (28)3.3高频放大单元设计实现 (29)3.3.1射频低噪放大器（LNA） (31)3.3.2数控跳频预选滤波器 (32)3.3.3保护电路设计 (36)3.4高频放大单元的结构与印制板设计 (36)第四章 中频放大单元的设计 (39)4.1中频放大单元分析 (39)4.2中频放大单元结构与第一中频的选择 (39)4.2.1中放单元结构的确定 (39)4.2.2第一中频频率的选择 (41)4.3中频放大单元电路设计实现 (43)4.3.1第一混频级 (45)4.3.1.1非线性元件的频率变换作用 (45)4.3.1.2开关函数分析法 (45)4.3.1.3二极管双平衡混频器 (47)4.3.2中间放大级及滤波电路 (49)4.3.2.1双工器（Diplexer） (49)4.3.2.2中频放大级与中频滤波器 (50)4.3.3 MC3372模块电路 (50)4.3.3.1 MC3372简介 (50)4.3.3.2 MC3372电路设计 (52)4.4中频放大单元结构与印制板设计 (57)第五章 接收机电路调试 (60)5.1静态调试 (60)5.2动态调试 (61)5.2.1高频放大单元的调试 (61)5.2.1.1耦合电感L0调整 (61)5.2.1.2跳频控制频表的确定 (62)5.2.1.3 LNA的增益调整 (69)5.2.1.4高放单元整体调试 (69)5.2.2中频放大单元的调试 (71)5.2.3接收机的性能测试 (75)第六章 结论与展望 (83)6.1结论 (83)6.2展望 (83)参考文献 (85)致 谢 (86)个人简历及研究成果 (87)第一章引言随着微电子技术的发展，无线电通信技术的应用越来越广泛。
一种宽带接收射频前端设计与实现
一种宽带接收射频前端设计与实现魏明【摘要】本文设计了一种超外差架构的超宽带接收射频前端,工作频段覆盖400MHz~2000MHz,接收增益50dB,噪声系数小于6dB,中频输出频率70MHz,输出1dB压缩点大于18dBm,输出三阶交调节点大于30dBm,瞬时态范围大于55dB,测试结果和仿真结果基本一致,符合设计预期.%abstract:This paper designs and realizes a kind of super-heterodyne ultra wideband receive RF front-end, which can work from 400MHz to 2000MHz. This RF front-end realized50dB gain, noise figure less than 6dB, 1dB gain compressed power more than 18dBm,third order intercept more than 30dBm and instantaneous dynamic rang more than 55dB. The test results are basically consistent with the simulation results, and conform to the design expectation.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)018【总页数】3页(P68-70)【关键词】超外差;超宽带;射频前端【作者】魏明【作者单位】中国西南电子技术研究所,四川成都,610036【正文语种】中文随着综合电子信息技术的快速发展，系统工作频段范围、信号带宽都越来越宽。
超宽带接收机作为信息获取的重要设备，需求越来越强烈。
为简化设计，希望对尽可能宽频段的信号进行统一的数字信号处理，对超宽带接收机的需求也非常强烈，其技术指标、电磁兼容性、环境适应性要求也越来越高。
接收前端组件的研究与设计
接收前端组件的研究与设计摘要随着无线通信技术的不断发展，作为无线通信系统中的重要组成部分接收机，它的应用范围越来越广泛，覆盖了包括移动通信、卫星通信、广播电视、雷达、电子战等各个领域本课题来自电子科技大学成都赛英科技有限公司，主要包括1．5GHz-1．6GHz 的开关放大器和5．3GHz-5．9GHz的限幅放大器两部分。
1．5GHz．1．6GHz的开关放大器的开关部分为弹载机提供3路切换信号，按飞行时序使用机载天线、弹顶天线、弹尾天线，5．3GHz．5．9GHz的限幅放大器要能承受20W的功率要求，低噪声放大器都要满足噪声系数、增益、输入输出驻波比的要求。
本文首先介绍了课题的背景和意义，发展动态及论文的主要工作。
然后详细介绍PIN管工作特性，以及它在微波开关和限幅器中的工作原理。
接下来叙述了低噪声放大器(LNA)的主要技术指标以及设计方法。
随后详尽论述了本课题中的1．5GHz"-"1．6GHz的单刀三掷开关放大器和5．3GHz"5．9GHz限幅放大器具体的设计方案，性能指标的实现以及在设计与实现中应该注意的问题，经测试后，达到了指标要求。
关键词：接收前端，低噪声放大器(LNA)，PIN管，开关，限幅器AbstractAbstractReceiver is one of the important parts of the wireless communication system．Withthe development of wireless communication technology,receiver has been widely usedin the fields of mobile communication,satellitecommunication,broadcasting andtelevision communication,radar,dcctronic warfare and others．The subject comes from Chengdu Sine Science and Technology Lt止mainly including 1．5GHz-1．6GHz switching amplifier and 5．3GHz-5．9GHz limiting amplifier．The 1．5GHz一1．6GHz switching amplifier pro稍嚣three switching signals，and the5．3GHz-5．9GHz limiting amplifier can receive 20w pulse power．The low noiseamplifiers in the two projects have to meet the requirements of noise figure,gain,andinput and output voltage standing wave ratio．At first,the designing principle of the critical devices of RF(radio蛔uency)front-end receiver is introduced in tlliS paper．Then the operational characteristic of PIN．and its application in microwave switch and limiter is represented．Afterma乞the maintechnological index and designing mothed of LNA(10w noise amplifier)are demonstrated．Subsequently,the scheme of the switching amplifier with the fxcquencyrange 1．5GHz"-'I．6GHz and the limiting amplifier、析廿l the frequency range 5．3GHz～5．9GHz，the realization of performance indices，and some questions which must bepaid attention in the module design are presented．Finally,the testing results are givenand meet the index requirements．Keywords：receiver front-end，Low-noise amplifier(LNA)，PIN，switch，limiter第一章绪论1．1 课题提出的意义、背景及国内的发展动向1．1．1 课题提出的意义、背景1891年，法国人爱杜阿德·布朗利发明了粉末检波器，但他没有看到粉末检波器的实际应用。
毫米波接收机射频前端设计
毫米波接收机射频前端ADS仿真设计赵涔伶羊恺电子科技大学空天科学技术研究院 610054摘要：本文应用ADS软件对毫米波频段的接收机射频前端系统进行了建模和仿真。
采用超外差结构接收机，对接收机射频前端进行了指标分配，运用S参数仿真、谐波平衡仿真、谐波双音仿真等仿真方法对此接收机射频前端系统的各种性能参数进行了模拟检测。
关键词：毫米波、接收机、射频前端、ADS仿真一、 引言毫米波是整个电磁频谱里不可缺少的一段，具备微波系统和红外系统的特点。
毫米波技术是当今微波技术领域最敏感的课题之一,现代的通信、电子对抗、遥感遥测、雷达与制导系统的工作频率已逐步由微波波段扩展到毫米波波段，同时毫米波具有频带宽、波束窄、保密和抗干扰能力强、容量大等优点受到各界关注。
而毫米波系统在民用通信、军事、射电天文、遥感遥测系统以及生物效应等方面的应用越来越广泛，作为系统主体部分的接收前端子系统则对整个系统起着至关重要的作用，它的性能和价格直接影响整个系统的的目标能否达到[1]。
本文提出了应用ADS软件对毫米波频段的接收机射频前端系统进行了建模和仿真。
在ADS软件环境下运用了S参数仿真、谐波平衡仿真、谐波双音仿真等仿真方法对此接收机射频前端系统的噪声系数、增益、中频输出、三阶交调等各种性能参数进行了模拟检测。
二、 接收机射频前端的组成本文采用超外差式接收机，其射频前端部分的结构方框图如下图1所示。
信号经天线进入接收机首先经过射频低噪声放大器放大，经由射频滤波器抑制镜像干扰和其他杂散信号，再与本振相混频，变换成中频信号，经过滤波放大得到中频输出。
图1 超外差接收机射频前端方框图三、 接收机主要性能指标理论分析[2-3]3.1 噪声系数噪声系数定义为接收机输入信噪比和输出信噪比的比值，表达式为//Si NiNF So No==输入端信噪功率比输出端信噪功率比 (1) 噪声系数表征接收机内部噪声的大小。
对于一个多级级联系统的噪声系数为:21311112NF NF NF NF G G G −−=+++K (2)其中NFn 为第n 级的噪声系数，Gn 为第n 级的增益，n=l，2，3…。
GPS接收机射频前端电路原理与设计--60页完整版
GPS接收机射频前端电路原理与设计[摘要]在天线单元设计中采用了高频、低噪声放大器，以减弱天线热噪声及前面几级单元电路对接收机性能的影响；基于超外差式电路结构、镜频抑制和信道选择原理，选用G P2010芯片实现了射频单元的三级变频方案，并介绍了高稳定度本振荡信号的合成和采样量化器的工作原理，得到了导航电文相关提取所需要的二进制数字中频卫星信号。
[被屏蔽广告]关键词：GPS接收机灵敏度超外差锁相环频率合成利用GPS卫星实现导航定位时，用户接收机的主要任务是提取卫星信号中的伪随机噪声码和数据码，以进一步解算得到接收机载体的位置、速度和时间（PVT）等导航信息。
因此，GPS接收机是至关重要的用户设备。
目前实际应用的GPS接收机电路一般由天线单元、射频单元、通信单元和解算单元等四部分组成，如图1所示。
本文在分析GPS卫星信号组成的基础上，给出了射频前端GP2010的原理及应用。
1 GPS卫星信号的组成GPS卫星信号采用典型的码分多址（CDMA）调制技术进行合成（如图2所示），其完整信号主要包括载波、伪随机码和数据码等三种分量。
信号载波处于L波段，两载波的中心频率分别记作L1和L2。
卫星信号参考时钟频率f0为10.23MHz，信号载波L1的中心频率为f0的154倍频，即：fL1=154×f0=1575.42MHz (1)其波长λ1=19.03cm；信号载波L2的中心频率为f0的120倍频，即：fL2=120×f0=1227.60MHz (2)其波长λ2=24.42cm。
两载波的频率差为347.82MHz，大约是L2的28.3%，这样选择载波频率便于测得或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差。
伪随机噪声码（PR N）即测距码主要有精测距码（P码）和粗测距码（C/A码）两种。
其中P码的码率为10.23MHz、C/A码的码率为1.023MHz。
数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据，又叫导航电文或D 码，它主要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的概略星历；总电文由1500位组成，分为5个子帧，每个子帧在6s内发射10个字，每个字30位，共计300位，因此数据码的波特率为50bps。
dPMR数字对讲机射频前端实现
输 出 １ Ｂ压缩点为 ２． Ｂ 增 益为 ３＿ Ｂ 三阶交 ｄ ３５ ｍ， ｄ ｌ８ｄ ， 调 截点为 ３ Ｂ 噪声系数 为 ０６ Ｂ 供 电电压５Ｖ， ８ｄ ｍ， ．６ｄ ， 采用二级结构 ， 回波损耗（Ｒ ） 输人 ＩＬ 典型值为 １ Ｂ ３ｄ 。 下混频器 、Ｇ Ｖ Ａ和正交解调器 都集成 在 Ｃ Ｘ ９ Ｍ ９１ 内。下混频 器 输入 频 率 范 围 １０ＭＨ ０ ｚ～１Ｇ ｚ输 入 Ｈ ， 阻抗为 ３０Ｑ， ０ 混频增 益 １ Ｂ 噪声 系数 １． Ｂ， ８ｄ ， １５ｄ 输 入 三阶交调 点 为 １ Ｂ Ｖ Ａ 和正 交解 调 器 总共 提 ｄ ｍ；Ｇ １ 供 ４ Ｂ增 益 ， 声 系 数 ８ｄ ， 入 三 阶 交 调 点 为 ９ｄ 噪 Ｂ 输
● 声 投 ● 投 稿 网址 ：ｔ ：Ａ ｄｏ ． ｈ ｐ／ ｕｉＥｃ ｔ ／ ｎ
的过程中， 可通过芯片 的 Ｍ Ｘ Ｕ Ｕ Ｏ Ｔ引脚观测内部信 号如 Ｖ Ｄ Ｇ Ｄ Ｒ分频输出、ｒ Ｄ 、Ｎ 、 』分频输出等。输出频 、
谱 如 图 ６所示 。
２ １年 第 ３ 卷 第 ０ ０２ ６ ２期
ｐｔ ｉｔ ｎ ａ ｉ ｓｅｔ ｍ Ｍ ｔ ｒ Ｅ Ｍ）Ｐｅ —ｏ Ｐｅ ａｂ ｉａｄＲ ｄｏ ｐｃ ｕ ａｅ ｉｌｙ ｒ ｔｓ（ Ｒ ；ｅｒ ｔ— ｅｒ
Ｄ ａ ￣ ｖ ｂ ｌ ａ ｉ ｓ ｇ Ｆ ｉ １］ ｉｍｅ Ｍｏ ｉ Ｒ ｄｏ ｕ ｉ ＤＭＡ ｉ ｈ ｎ ｅ ｒ ｅ ｎ ｗｔ ａ ｃ ａｎ ｌ ｈ
３ ２ 可编程 的本振频率合成 器 ．
Ａ Ｆ ３０—７是 一 款 内部 集 成 了压 控 振 荡 器 Ｄ ４６
Ｒ Ｆ滤波器 采用 Ａ Ｓ４ ． Ｗ０ Ｔ Ｏ ， 的 中心 Ｆ ４ ６０ ２一 Ｄ １ 它
一种超外差接收机的射频前端设计
”
（ １ ）
式中： １ ０ １ ｇ ｋ Ｔ为接 收机 人 口处 的基 底 噪声 ， 在 室 温 下， 绝对 温度 Ｔ＝ ＝ ： ２ ９ ０ Ｋ， ｋ为波 尔兹 曼 常数 ， 可 以算 出基底 噪声 为 一１ ７ ４ ｄ Ｂ ｍ； Ｗ 为接收机 的带宽； Ｎ
宽带信 号进 行无失 真 侦收 。
２ 灵敏 度 设 计
超外 差接 收机 的设计 既要 保证 接 收灵敏 度 和动 态 范围 ， 又 要兼 顾 降低 接 收 机 虚 假 响应 和 整 体 噪 声
系数 。根 据接 收机 敏 度公式 ］ ：
Ｐ ｉ 一 １ ０ １ ｇ ｋ Ｔ＋ １ ０ １ ｇ Ｗ ＋ Ｎ 厂＋
．
Ｉ
１ ８ ＧＨｚ， ｔ ｈ ｅ ｎ ｉ ｎｔ ｒ ｏｄ ｕｃ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ｍｉ ｘ ｉ ｎ ｇ ｓ ｃ ｈｅ ｍｅ ｂｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎｇ ｔ ｈｅ ｃ ｌ ｕｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｕｒ ｃ ｅ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｓ ｕｐ ｅ ｒ ｈｅ ｔ ｅ ｒ ｏ ｄｙ ｎ ｅ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ； ｒ ａ ｄｉ ｏ ｆ ｒ ｅ ｑｕｅ ｎｃ ｙ ｆ ｒ ｏｎ ｔ — ｅ ｎｄ； ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖｉ ｎｇ ｓ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ； ｆ ｒ ｅ ｑｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｍｅ ａｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ
为 接收机 的 噪声 ； 巴／ Ｎ。 的值 为接 收机 的 噪声 门 限。
若 基底 噪 声 和 噪声 门限一 定 ， 那 么 接 收机 的灵
敏 度就 主要 取决 于带宽 和噪 声 。 对于 射 频前 端 的设 计 ， 为 了取 得尽 量 高 的 灵 敏
１ 超 外 差 接 收机
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关 键 词 ：超 外 差 接 收 机 ；射 频 前 端 ；接 收 灵 敏 度 ；测 频 中 图 分 类 号 ：ＴＮ９７１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：ＣＮ３２－１４１３（２０１３）０４－０１１０－０３
通过 混 频 分 析 发 现，低 频 段 如 果 直 接 将 射 频 信 号混频到接收机需 要 的 中 频 信 号，低 次 交 调 产 物 将 落 在 频 带 内 ，难 以 滤 除 ，会 严 重 影 响 系 统 的 杂 散 指 标 和测 频 精 度。 如 ６～７ ＧＨｚ 这 一 段，需 要 混 频 到 ２．５～４．５ＧＨｚ，本 振 在 ９．５～１０．５ ＧＨｚ之 间 不 论 选择哪一个，ｆｌ～２ｆｒ 都 不 免 落 在 带 内，而 混 频 器 和 放 大 器 对 ３ 阶 交 调 的 抑 制 能 力 也 有 限 ，为 此 ，需 要 将 低频段信号 先 进 行 一 次 上 变 频。 如 图 ２，通 过 本 振
２０１３ 年 ８ 月 第 ３６ 卷 第 ４ 期
舰船电子对抗
ＳＨＩＰＢＯＡＲＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＣＯＵＮＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥ
Ａｕｇ．２０１３
Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．４
一种超外差接收机的射频前端设计
鲁 帆 ，刘 治 甬
（船舶重工集团公司７２３所，扬州 ２２５００１）
摘要：介绍了超外差接收机的基本原理，并给出一种应用于６～１８ＧＨｚ测频接收机射 频 前 端 的 设 计，通 过 分 析 其 杂
２ｆｌ２ －３ｆｒ ２ｆｌ２ －３ｆｒ ２ｆｌ２ ～３ｆｒ ２ｆｌ２ －３ｆｒ 高于５阶 高于５阶
４ 方案仿真
最后，使用高级 设 计 系 统 （ＡＤＳ）软 件 对 本 方 案 进行频域仿 真。 以 ６．２５ ＧＨｚ信 号 输 入 为 例，电 路 图和仿真结果如图３和图４所示。
０ 引 言
随着 电 子 战 技 术 的 不 断 进 步，电 子 侦 察 环 境 日 趋 复 杂 ，相 应 地 ，对 电 子 侦 察 系 统 的 性 能 要 求 也 越 来 越高。电子侦察系统的性能提高一是要采用高性能 天 线 和 天 线 阵 ；二 是 需 要 设 计 合 理 的 射 频 前 端 部 分 ， 为 后 端 接 收 机 提 供 高 灵 敏 度 、大 动 态 范 围 、高 信 噪 比 的中频信号；三是提 高 后 端 接 收 机 自 身 的 灵 敏 度 和 测频精度 。 ［１］ 本文阐述了一种测频接收机高频 前 端 设 计 原 理 ，采 用 分 频 段 变 频 接 收 方 式 ，侦 收 大 范 围 远 距离的辐射源，具 有 高 灵 敏 度、大 动 态 范 围 以 及 较 低的虚警率等优势，能 在 较 小 体 积 下 对 ６～１８ＧＨｚ 宽带信号进行无失真侦收。
１１２
舰 船 电 子 对 抗
第 ３６ 卷
好。１０～１８ＧＨｚ这一段以２ＧＨｚ带宽均分为 ４ 个 频段；８～１０ＧＨｚ采用 两 通 道 开 关 滤 波 器 组 再 细 分
段混频方式和交调产物如表１所示。 由表１可以清 楚 地 看 出，射 频 前 端 混 频 的 交 调
为 ８～９ ＧＨｚ、９～１０ ＧＨｚ ２ 个 频 段 。 之 所 以 低 频 段 划 分为１ＧＨｚ带宽，是由于以２ＧＨｚ带宽来混频的
图 ２ 低 频 段 信 号 框 图
天 线 和 高 频 前 端 按 照 频 段 分 为 ：６～８ ＧＨｚ，８～ １０ＧＨｚ，１０～１２ ＧＨｚ，１２～１４ ＧＨｚ，１４～１６ ＧＨｚ， １６～ １８ ＧＨｚ。 经 过 高 频 前 端 下 变 频 至 中 频 ２．５～４．５ＧＨｚ，送给后端测频接收机。之 所 以 这 么 划 分 频 段 ，主 要 是 依 据 ２ 个 原 则 ：一 是 在 测 频 信 道 不 跨越倍频程的前提 下 增 加 信 道 的 带 宽，这 样 可 保 证 信号通过信道的延 迟 时 间 不 致 过 长，而 且 考 虑 到 系 统的工程成本问题；二 是 为 了 满 足 测 频 对 带 内 干 扰 抑制的要求，带 内 交 调 产 物 阶 数 越 高、幅 度 越 小 越
（１）
式中：１０ｌｇｋＴ 为接 收 机 入 口 处 的 基 底 噪 声，在 室 温
下，绝对温度 Ｔ＝２９０Ｋ，ｋ 为波尔兹曼常数，可以算
出基底噪声 为 －１７４ｄＢｍ；Ｗ 为 接 收 机 的 带 宽；Ｎｆ
为接收机的噪声；Ｅｂ／Ｎｏ 的值为接收机的噪声门限。
若基 底 噪 声 和 噪 声 门 限 一 定，那 么 接 收 机 的 灵
产物大于或等于５ 阶，满 足 后 端 接 收 机 测 频 所 需 的 信号质量 要 求。 混 频 所 需 的 固 定 本 振 有 １０ ＧＨｚ，
话，３ 阶 交 调 产 物 ２ｆｒ ～ ｆｌ 会 落 在 带 内 难 以 滤 除。 １１ＧＨｚ，１１．５ ＧＨｚ，１２．５ ＧＨｚ，１４．５ ＧＨｚ， 如８～１０ＧＨｚ与 本 振 １２．５ ＧＨｚ混 频，３ 阶 交 调 产 １６．５ＧＨｚ，１８．５ＧＨｚ，２０．５ ＧＨｚ，可 以 采 用 介 质 振
整 体 噪 声 系 数 就 越 小 ，但 放 大 器 的 增 益 也 不 宜 过 大 ，
应该合理设置整个 系 统 的 增 益 链 路，否 则 多 信 号 输
入产生的三阶互调 信 号 将 难 以 滤 除，另 外 增 益 过 大
也容易造成大信号 输 入 时 放 大 器 饱 和，影 响 系 统 信
噪 比 ，降 低 系 统 线 性 动 态 范 围 。 本 方 案 中 ，天 线 接 收
改变本地振荡频率ｆ１ 的方法使 混 频 后 的 中 频 ｆｉ 保 持 为 固 定 的 数 值 ［２］。
２ 灵敏度设计
超外差接收机的设计既要保证接收灵敏度和动
态范围，又要兼顾降 低 接 收 机 虚 假 响 应 和 整 体 噪 声 系数。根据接收机灵敏度公式 ： ［３－４］
Ｐｍｉｎ ＝１０ｌｇｋＴ ＋１０ｌｇＷ ＋Ｎｆ ＋ＮＥｂｏ
１ 超外差接收机
本接收机采用超外差方式。超外差接收是指将 天线接收的信号经 高 频 放 大 器 放 大，与 本 地 振 荡 器 产 生 的 信 号 一 起 加 入 混 频 器 变 频 ，得 到 中 频 信 号 ，再 经中频放大送给测频接收机。接收机的工作频率范 围 往 往 很 宽 ，在 接 收 不 同 频 率 的 输 入 信 号 时 ，可 以 用
物 会 落 在 ３．５～４．５ ＧＨｚ一 段 。 同 样 ，６～８ ＧＨｚ通 过开 关 滤 波 器 组 再 细 分 为 ６～６．５ ＧＨｚ，６．５～
荡器（ＤＲＯ）＋混 频 的 方 式 实 现。 另 外，为 避 免 多 信 道互相泄漏干扰，可 以 在 每 一 路 进 入 单 刀 多 掷 开 关
７ＧＨｚ，７～７．５ＧＨｚ，７．５～８ＧＨｚ ４ 个 频 段。 各 频 前加上隔离器，使信道间的电磁兼容性能更好。
收 稿 日 期 ：２０１３－０６－０５
第４期
鲁 帆 等 ：一 种 超 外 差 接 收 机 的 射 频 前 端 设 计
１１１
器。根据级联放大器的噪声公式：
Ｎｆ ＝ Ｎｆ１ ＋ Ｎ２ｆＧ１－１＋ ＮＧｆ３１Ｇ－２１＋ … ＋
Ｎ ｆｎ －１ Ｇ１Ｇ２…Ｇｎ
（２）
前 端 放 大 器 的 噪 声 系 数 越 小 ，增 益 越 大 ，系 统 的
敏度就主要取决于带宽和噪声。
对于 射 频 前 端 的 设 计，为 了 取 得 尽 量 高 的 灵 敏
度 ，一 方 面 可 以 降 低 系 统 噪 声 ，另 一 方 面 可 以 在 不 改 变系统整体接收带 宽 的 前 提 下，利 用 分 频 段 变 频 滤 波的方式使进入接收机信道的带宽变窄。
为实 现 这 些 目 标，可 在 前 端 选 取 高 性 能 的 放 大
３ 混频方案的设计
图 １ 射 频 前 端 框 图
将较低频段混频到高中频。
值 得 注 意 的 是 ，作 为 变 频 接 收 系 统 ，本 振 的 谐 杂 波、变频的交调分量 等 杂 波 极 易 落 入 有 用 信 号 带 内 形 成 干 扰 。 因 此 ，选 择 合 理 的 混 频 方 案 ，使 得 交 调 干 扰尽量不要落在带 宽 之 内，需 要 在 系 统 内 对 接 收 通 道的杂 散 特 性 进 行 优 化 设 计，尽 量 抑 制 干 扰 信 号 幅度。
另一方面可对天线接收频率做频段预选滤波。
因为在实际信号环 境 下，进 入 接 收 天 线 的 信 号 频 谱
很多，除了有用信 号 外，还 有 杂 波 和 干 扰 信 号 频 率， 所以在设计接收机 的 射 频 接 收 前 端 时，为 了 使 有 用 信号都被接收，必 须 使 动 态 范 围 足 够 大。 作 为 有 高 线性大动态范围的 接 收 系 统，不 仅 能 够 检 测 并 放 大 所期望的有用信号，更 重 要 的 是 接 收 系 统 对 大 信 号 的非线性互调产生的虚假响应要具有高度的抑制能 力。除了依靠放大器本身对于交调信号的抑制能力 外，还可以 将 整 个 频 段 进 行 合 理 的 分 段 滤 波 接 收。 这 样 做 有 ２ 个 好 处 ：一 是 降 低 了 多 信 号 环 境 下 ，对 信 号进入一个频带内 进 而 产 生 交 调 信 号 的 可 能 性；二 是信道化接收的带 宽 相 对 较 窄，可 以 有 效 降 低 系 统 的噪声，进一步提高系统的灵 敏 度。 如 图 １，接 收 天 线与 高 频 前 端 按 照 频 段 由 低 到 高 分 成 ｎ 段 （１，２， …，ｎ ），与适当的本振信号混频到中频，经过单刀多 掷开关分别选通，输 出 给 后 端 测 频 接 收 机。 整 个 测 频系统通过扫描的 方 式 分 别 选 通 每 个 频 带，并 测 量 带 内 的 信 号 ，以 完 成 对６～１８ ＧＨｚ宽 带 的 测 频 任 务 。
表 １ 射 频 前 端 混 频 产 物 分 析 表
ｆｒ（ＧＨｚ） ｆｌ１（ＧＨｚ） ｆｏ（ＧＨｚ）
交调产物
ｆｌ２（ＧＨｚ） ｆｉ（ＧＨｚ）