实验12：射频前端接收器.doc

实验十二:射频前端接收器(RFFront-endReceiver)**实验目的::熟悉带通滤波器、变频器、信号发生器、低噪声放大器、中频放大器的理论知识。熟悉带通滤波器、变频器、信号发生器、低噪声放大器、中频放大器的设计的理论知识。实验设备:项次设备名称数量备注1MOTECHRF2000测量仪1套亦可用网络分析仪2接收器模组1套3微带天线1组RF2KM10-2A450ΩBNC及1MΩBNC连接线4条CA-1,CA-2,CA-3,CA-45直流电源连接线1条DC-16MICROWAVE软件1套微波软件理论分析:基本结构说明:图12-1显示出[射频前端接收器]的基本电路结构。RFBPF1RFBPF1InjectFilterIFBPFBPULNAIFADOWNMIXERANTENNALO图12-1单变频结构射频前端接收器如图可见,射频前端接收器可分为天线(Antenna)、射频低噪声放大器(RFLowNoiseAmplifier,LNA)、下变频器(Down-Mixer,DownConverter)、中频滤波器(IntermidateFrequencyBandpassFilter,IFBPF)、本地振荡器(LocalOscillator,LO)。其工作原理是将发射端所发射的射频信号由天线接收后,经LNA将功率放大,再送入下变频器与LO混频后由中频滤波器将设计所要的部分(BasebandProcessingUnit、BPU)解调(Demodulation)出所需要的信号(MessageSignals).这类只经一个混频器上变频(或下变频)的电路构造称为单变频结构(SingleConversionconfiguration)。而在实际应用中也有双变频结构(DualConversionConfiguration),甚至多变频结构(Multi-conversionConfiguration),使用的时机视系统指标而定。因为BPU的处理频率有所限制(一般在500MHz以下),所以需要利用变频器(Mixer)及频道振荡器(ChannelOscillator)将射频信号由射频前端接收器下变频为中频段(IntermidateFrequencyBand、IF)信号后再送入BPU,或是将BPU送出的IF信号用射频前端发射器上变频至射频段(RadioFrequencyBand、RF)信号经放大后再发射。(Antenna)射频接收滤波器(RF_BPF1)射频低噪声放大器(LNA)射频混频滤波器(RF_BPF2)下变频器(DownMixer)带通滤波器(Filter)本地振荡嚣(LocalOscillator)中频放大器(IFAmplifier)主要设计参数:接收灵敏度(ReceiverSensitivity)(式12-1)其中S——接收灵敏度K——*10-23(Joul/°K),波尔兹曼常数(Boltzmann’sConstant)T——绝对温度(°K)=+T(°C)BW——系统的等效噪声频宽SNRd——在检波器输入端,系统要求的信噪比(Signal-to-noiseRatio)Zs——系统阻抗(SystemImpedance)FT——总等效输入噪声因子(NoiseFactor)而上述中,总等效输入噪声因子(NoiseFactor),由接收器各单级的增益与噪声指数(NoiseFigure)造成.,Fin2,由镜频噪声(ImageNoise),由宽带的本地振荡调制噪声(WidebandLOAMNoise)(式12-2)(式12-3)(式12-4)及(式12-5)所列.(式12-2)(式12-3)(式12-4)(式12-5)上列公式中变量说明如下:Fi——第i单级的噪声因子(NoiseFactor)Gj——第i单级的增益(Gain)(G0=1)Fi'——在镜象频率下的单级噪声因子(对于因反射所造成的镜频衰减的单级,其Fi'=1.)Gj'——在镜象下的单级增益,G0'=1N——在接收器中,从接收端计算至混频器前的总单级数(即不包含混频器)PLO——本地振荡器的输出功率(dBm)WNsb——带频率上的相位噪声(dBc/Hz)Lsb——带通滤波器在旁带频率上的衰减值(dB)MHBsb——在旁带频率上的混频噪声均衡比(MixerNoiseBalance)T0——室温,290OKM——旁带频率的总个数NT——包含混频器在内,:某接收系统如图示12-1所示,其各单级增益及噪声指数