1、基于 ADS 的接收机射频前端的研究与设计 蔡松芳 南京瑞德通讯技术有限公司 摘 要： 随着社会的发展, 时代的进步, 科技的不断创新, 我国无线技术的发展极为迅速, 其中无线局域网、全球定位系统、卫星通信、遥感测绘以及射频识别系统都取得了较大的提升。射频前端电路在整个 ADS 接收机系统中占有不可替代的重要地位, 对系统的性能有着直接的作用和影响。因此, 就要强化 ADS 接收机射频前端的设计工作, 只有这样才能够在实际的工作中将其作用充分的发挥出来, 促进无线技术向更好的方向发展。关键词： ADS 的接收机; 射频前端的研究; 设计; 在社会经济的不断发展中, 通信、雷达、卫星遥感、导航定
2、位等设备在实际的应用中更加广泛, 因此为了获得更高性能的设备, 接收机射频前端电路、元器件的研究和设计成为了重点。具有较高性能的滤波器、混频器等元器件, 对接收机系统的噪声、接收机系统的灵敏度以及损耗等方面具有实际性的意义和价值。1 接收机的技术指标分析1.1 灵敏度接收机的灵敏度是整个系统的重要技术指标, 其作用就是将小信号的反应能力充分的表达出来。其定义是:当接收机输出端能够为调节提供了信噪比, 确保输出功率也满足特定条件, 那么接收机可以把最低可用信号功率检测出来。若是接收机接受到的微弱信号能力比较强, 就直接说明了其灵敏度相对较高;若是接收机接受到的微弱信号能力比较弱, 也就说明了其灵
3、敏度弱。此外, 对接收机灵敏程度造成影响的因素有两点, 分别是:接收机内部的噪声、接收机等效带宽噪声功率。1.2 选择性接收机的选择性又称为相邻信道选择度 ACS, 其作用是将接收机相邻信道频率抑制干扰能力充分表达出来。接收机在信号接收期间不能够两个有用信号同时进入其中。在绝大多数的接收机结构中, 中频信道滤波器的选择情况直接决定了接收机的选择。1.3 镜像抑制镜像抑制是指与其所需有用信号相应或者同本振频率混频产生的中频信号频率, 是一种及其严重的寄生通道干扰。因此, 当本振功率相对较大的情况之下, 就要将镜像频率对中频信号产生的影响考虑完善且具体, 抑制镜像频率产生的干扰。除此之外, 也可以
4、提升选择性或者利用高中频来改善镜像频率原理有用信号的形式来达到目的。2 滤波器的研究与设计分析滤波器的结构是谐振电路, 要想将滤波的作用充分的发挥出来, 就要要实现谐振系统。通常情况下, 滤波器有四个基本形式, 分别是:低通、高通、带通、带阻。而集总参数是电感和电容。滤波器中的基本结构就是双端口网络, 同传输通带内的频率信号保持一致, 若是出现失配的情况就要将衰减阻带内频率信号发射出来, 从而更好的实现信号频谱的过滤功能。景象参量法以及插入损耗法是总元器件滤波器设计经常运用的方法。对于微波的运用来讲, 这种设计正常情况下要变更到有传输线段的分布元器件中。在对滤波器的设计期间, 步骤如下:先利用
5、衰减特性综合得出原型低通滤波器模型, 之后将原型低通滤波器模型结合 Richard 变换以及 Kuroda 恒等关系转换成实际设计需求的滤波器模型, 最后运用总参数以及分布参数元器件来完成滤波器的设计工作。在初始阶段中, 滤波器低通原型电路是将电感和电容以组合的来完成的。元器件的数量、元器件的数值同结束频率、衰减阻带的初始频率有所关联。3 微带带通滤波器的设计通过上述就可得知, 正常的带通滤波器在设计过程中都是根据衰减特性综合来设计出原型低通滤波器的, 然后根据定理的转换和等效原理将原型低通滤波器转化成实际需求形式的滤波器, 最后利用集总数或者分布参数元器件的形式来实现。因为在设计过程中滤波器
6、为微带带通滤波器, 因此可以运用拓扑结构的耦合线节单元来完成设计。微带带通滤波器的原型是低通滤波电池, 其特点就是滤波电路的输入端和输出端会由导线相连, 从实际意义上来讲就是低频信号能够通过滤波电路。而且这个特性刚好能够满足原型低通滤波电路, 大师满足不了带通铝箔电路的实际需求。因此, 在进行带通铝箔电烤炉的实际设计过程中, 微带线是不能够直接连接的。要先由原型低通滤波器等效出设计滤波器的参数之后才能够进行, 其中比较常见的是的通过传输线间耦合的形式, 将射频信号经过耦合微带线来构成滤波器, 平行耦合微带线滤波器是一种分布参数滤波器, 其主要是由平行且接近的微带线连接形成, 从而形成谐振电路,
7、 而且每个耦合线节都是相称的。耦合线节单元在实际的工作中要, 要对工作频率进行一定程度的限制, 这样就能够躲避频带中的寄生通带相应。除此之外, 以单独形式存在的耦合线节单元不能提供良好的滤波器相应。因此, 在实际的设计过程中, 滤波器要利用多个耦合线节单元级联的形式来组成。4 混频器的研究与设计分析混频器是一种三端口非线性器件, 其主要包含两个输入端口以及一个输出端口, 这两个输入端口分别是:射频段、本振端, 输出端口是中频端。通过混频能够将两个不同的频率信号转变成一个系列的输出频谱。混频器通过时变电路中的非线性元器件来实现频率的转换, 正常情况下混频器分成两种形式, 分别是:无源混频器、有源
8、混频器。无源混频器中有二极管混频器、无源场效应晶体管混频器等, 线性度比较好, 能够满足实际需求, 而且在高频率中能够完成工作, 缺点就是不能够实现转换增益。有源混频器中主要包含了单晶体管有源混频器、单平衡有源混频器等等, 但是其具有转换增益。现阶段的射频电路中乘积型有源双平衡集成混频器的应用最为广泛。5 结束语综上所述, 在进行 ADS 接收机射频前端的相关设计中, 因为条件和实践等方面因素的制约, 在研究与设计方面的工作还不够完善和具体, 依然有许多需要改进和创新的地方, 希望在不断的研究与分析中, 能够促进 ADS 接收机射频前端的设计。参考文献1吕春艳.L 波段软件无线电射频接收前端的研究与设计D.西南交通大学, 2014. 2孙宇.基于 IEEE802.11b 的无线局域网射频接收前端研究与设计D.哈尔滨工业大学, 2008. 3陈志坚.抗干扰多模兼容导航接收机射频芯片关键技术研究D.华南理工大学, 2016.
