摘要 本文首先簡要說明了射頻前端在接收機(jī)中的重要性,之后詳述了射頻前端可能采用的幾種結(jié)構(gòu),并分析了影響其性能的各種因素。
關(guān)鍵詞 射頻前端 混頻器 亂真響應(yīng) 互調(diào)截獲點(diǎn)一、前言
現(xiàn)代民用及軍用設(shè)施使用電子設(shè)備繁多,電磁環(huán)境復(fù)雜,相互干擾嚴(yán)重。一般地,車、船和飛機(jī)上的通信設(shè)備收發(fā)機(jī)都集成在一起。以短波通信設(shè)備為例,發(fā)射機(jī)的殘余信號在接收機(jī)輸入端產(chǎn)生的電平達(dá)120dBµV（即13dBm）或更高。而接收機(jī)所需接收的微弱信號電平可能僅-6～0dBµV（即-117～-113dBm）。因此,要求接收機(jī)處理的信號動態(tài)范圍高達(dá)120～126dB。另外,高電平干擾信號與所接收信號頻率僅相距數(shù)十千赫,所以,高電平干擾信號和它們在接收機(jī)中產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物會嚴(yán)重影響接收機(jī)的輸出信噪比。為了降低這種影響,就要求接收機(jī)具有以下性質(zhì)：
·高選擇性,接收機(jī)的動態(tài)范圍盡可能要大;
·高線性,在信道濾波之前,降低帶外高電平干擾信號在信道濾波器通帶內(nèi)產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物;
·極低的本振相位噪聲,以免鄰近的干擾信號將本振噪聲轉(zhuǎn)換到接收機(jī)信道帶寬內(nèi)。
作為接收機(jī)重要組成部分的接收機(jī)射頻前端是接收機(jī)動態(tài)性能的關(guān)鍵部件,它工作于中頻放大器之前。諸如動態(tài)范圍、互調(diào)失真、-1dB壓縮點(diǎn)和三階互調(diào)截獲點(diǎn)等,都與接收機(jī)前端的性能有直接關(guān)系。本文以下將介紹接收機(jī)中的射頻前端設(shè)計技術(shù)。 二、射頻前端的幾種結(jié)構(gòu)
1、最簡單的射頻前端結(jié)構(gòu)
接收機(jī)前端電路有幾種不同的結(jié)構(gòu)。圖1示出了一種最簡單的形式。這種結(jié)構(gòu)無射頻放大器,在帶通濾波器之后,只有混頻器和本機(jī)振蕩器。帶通濾波器的輸入來自天線,其輸出經(jīng)過混頻器到達(dá)中頻放大器進(jìn)行后續(xù)處理。 
射頻放大器的目的是隔離混頻器,同時在混頻之前將信號放大。這種放大可以補(bǔ)償混頻器和帶通濾波器中的損耗。射頻放大器的主要特點(diǎn)是改進(jìn)了混頻器/本機(jī)振蕩器電路與天線電路之間的隔離。 3、更完善的前端結(jié)構(gòu)
第三種結(jié)構(gòu)如圖3。與上述兩種結(jié)構(gòu)相似,該結(jié)構(gòu)也有混頻器和本機(jī)振蕩器電路,或者是包含混頻器和本機(jī)振蕩器的轉(zhuǎn)換器。該結(jié)構(gòu)與前一種結(jié)構(gòu)的不同之處是增加了一個帶通濾波器。 
（1）
其中,F是器件的噪聲因數(shù),L是器件的損耗（1/G）,T是器件的絕對溫度,單位是K。某些雙均衡混頻器可以有稍高一點(diǎn)的噪聲因數(shù)。
決定系統(tǒng)的噪聲因數(shù)的Friis方程是： 
（4）
以及 
（5）
最常見的毛刺有：
·鏡象頻率
·1/2中頻
·直接中頻提取
·若干倍的本振頻率
·本振亂真頻率
·第二混頻器毛刺（只在雙向轉(zhuǎn)換接收機(jī)中）
在全雙工無線電接收機(jī)中,即同時也作為發(fā)射機(jī)使用的接收機(jī),必須要考慮到兩個額外的響應(yīng)：全雙工鏡象和半雙工鏡象。定義如下：
全雙工鏡象=Fr-△f(6)
半雙工鏡象= Fr+△f/2(7)
這里的Fr是發(fā)射機(jī)頻率,△f是發(fā)射機(jī)頻率和接收機(jī)頻率之差。 4、互調(diào)截獲點(diǎn)
互調(diào)截獲點(diǎn)是電路線性度的量測。通過它,可以從輸入信號電平計算出互調(diào)失真電平�；フ{(diào)截獲點(diǎn)影響信號的動態(tài)范圍,互調(diào)截獲點(diǎn)越高,信號的動態(tài)范圍越小;反之,互調(diào)截獲點(diǎn)越低,信號動態(tài)范圍越大。在理論上,互調(diào)截獲點(diǎn)有n階,但一般起主要作用的是二階和三階互調(diào)截獲點(diǎn)。見圖 |
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