vhf跳頻電臺接收機高放的設(shè)計與實現(xiàn)

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1、VHF跳頻電臺接收機高放的設(shè)計與實現(xiàn)?1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved..ki.　第30卷第1期杭州電子科技大學學報Vol.30,No.1　　2010年02月Journal　of　Hangzhou　Dianzi　UniversityFeb.2010　VHF跳頻電臺接收機高放的設(shè)計與實現(xiàn)施永熱1,吳信寶2(1.杭州電子科技大學電子信息學院,浙江杭州310018;2.中國電子科技集團公司第五十研究所,上海200063)收稿日期:2009-01-09簡介:施永熱(198

2、4-),男,浙江余姚人,在讀研究生,移動通信與無線接入.:VHF跳頻電臺在軍事通信中占有重要的地位,它能夠確保通信的抗干擾性和隱蔽性。無線通信接收機是跳頻電臺信道部分的主體,而高放是無線通信接收機的重要組成部分,是實現(xiàn)接收機動態(tài)性能的關(guān)鍵部件。該文提出了一種新一代VHF跳頻電臺接收機的總體設(shè)計構(gòu)想,給出了高放單元的設(shè)計過程,重點介紹了高放單元數(shù)控跳頻濾波器的設(shè)計。結(jié)合硬件電路分析了電路功能;通過測試,系統(tǒng)的各項性能指標達到了設(shè)計要求,在實際應(yīng)用中取得良好的效果。關(guān)鍵詞:跳頻;小型化;高放;選擇性;自動增益控制:TN914.4　　　　　:A　　　　:1001-9146(201

3、0)01-0005-040　引　言從20世紀60年代起,國外就開始進行擴頻通信技術(shù)的研究,跳頻電臺的推廣使用,替代了原有的常規(guī)通信電臺,最經(jīng)典的例子屬于美國的CHESS系統(tǒng)[1,2]。而國內(nèi)在此領(lǐng)域的發(fā)展相對較慢,目前國內(nèi)各電臺研制單位正在研究設(shè)計新一代的跳頻電臺,以適應(yīng)未來戰(zhàn)場環(huán)境的需要。提高跳頻電臺的通信能力,當前最前沿的技術(shù)就是采用數(shù)字化和集成化來實現(xiàn)高放的高可靠性,強抗擾性,低噪聲性,高選擇性以及大動態(tài)范圍能力[3]。本文對接收機高放作出了研究。1　接收機總體設(shè)計在通信系統(tǒng)中,最難設(shè)計的部分就是接收機。它是跳頻電臺的重要組成部分,是實現(xiàn)通信性能的關(guān)鍵。整個接收機系統(tǒng)

4、的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖1　新一代VHF跳頻電臺接收機框圖由圖1可知,接收機負責向終端提供解調(diào)后的音頻信號,噪聲靜噪電平。采用二次變頻的超外差接收方式,把接收到的高頻信號都變換成固定的中頻信號進行放大、解調(diào),頻率比較低,容易獲得較大的增益,因此接收機的靈敏度可以做得比較高。二次變頻還提高了像頻抑制能力,進一步提升靈敏度;兩級?1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved..ki.中頻放大及濾波保證了中頻信號的選擇性。2　高放單元設(shè)計在無線通信系統(tǒng)中,到達接收機的射頻信號電平多

5、在μV數(shù)量級,因此需要將微弱的射頻信號進行放大。高放電路是接收機的重要組成部分,是實現(xiàn)其動態(tài)性能的關(guān)鍵部件。為了達到好的接收效果,高放單元應(yīng)具有低的噪聲系數(shù),盡可能大的動態(tài)范圍,更少的功耗,更高的可靠性,更低的價格和更小的尺寸。本機的有效頻率范圍是30～90MHz,且要求高增益為13±2dB,低增益為0±2dB,高放單元電路框圖如圖2所示。圖2　高放單元電路框圖由圖2可以看出,高放不僅具有高低增益選擇以及自動增益控制的功能,而且射頻信號在進入第一級跳頻預(yù)選濾波器之前,受到保護電路的監(jiān)控,以防輸入信號幅度過大,從而損壞接收機。放大器前后兩級濾波器采用數(shù)控跳頻濾波器。2.1　數(shù)

6、控跳頻預(yù)選濾波器預(yù)選濾波器用來提高接收機前端電路的選擇性,對抑制各種外部干擾起決定性作用,可使干擾在進入混頻器之前就全部或大部分被抑制。目前,接收機廣泛采用高中頻和固定調(diào)諧濾波器。選用高中頻后,組合頻率干擾、鏡像頻率、中頻干擾基本上被抑制。固定調(diào)諧濾波器常用簡單的低通和倍頻程帶通濾波器。倍頻程帶通濾波器可以防止二階互調(diào)干擾的產(chǎn)生,如果設(shè)濾波器的下限頻率為f01,上限頻率為f02,則構(gòu)成二階互調(diào)干擾的條件是:　　　　　　f01≤(f1±f2)≤f02(1)式中,f1和f2為兩個干擾頻率。當f1和f2都接近上限頻率f01時,它們的和頻f1+f2≈2f02>f02,不滿足式

7、1;當f1接近上限頻率f02,f2接近下限頻率f01時,它們的和頻f1+f2≈f01+f02>f02,也不符合式1。只有當f1和f2都接近下限頻率f01時,它們的和頻f1+f2≈2f01才有可能落在信號通帶內(nèi),構(gòu)成二階互調(diào)干擾。為消除這種可能性,可使:　　　　　　2f01≥f02f02/f01≤2(2)式中,上限頻率f02小于下限頻率f01的兩倍。對于差頻信號也有相同的的結(jié)果。跳頻濾波器根據(jù)開關(guān)電容陣帶通濾波器的原理設(shè)計[4],其一個單元等效電路如圖3所示。從圖3分析可知,當接入-2.7V電壓時,V1、V2、