《射頻微波設(shè)計(jì)概論》PPT課件

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1、典型的GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)無線通信是近年射頻與微波電路發(fā)展的最大推動(dòng)力1無線通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)離不開射頻與微波電路任何無線通信系統(tǒng)都包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩個(gè)基本部分。發(fā)射機(jī)的功能是將信號(hào)調(diào)制到載波上，并由天線輻射出去。接收機(jī)的功能則相反，將天線接收到的加載在載波上的信號(hào)恢復(fù)出來。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)由調(diào)制器、功率放大器、頻率合成器、低噪聲放大器、解調(diào)器、天線以及相關(guān)的濾波器、耦合器等有源、無源基本射頻與微波電路單元構(gòu)成。正確理解接收機(jī)、發(fā)射機(jī)電氣特性的有關(guān)參數(shù)，對(duì)射頻與微波電路設(shè)計(jì)十分重要。它是我們對(duì)各類有源、無源射頻與微波電路

2、提出要求的依據(jù)。2外差接收機(jī)(二次混頻接收系統(tǒng))濾波器1限制輸入信號(hào)的通帶以減少互調(diào)干擾以及本振通過天線的輻射。低噪聲放大器放大的信號(hào)與第一本振輸出的信號(hào)同時(shí)加到混頻器1，其輸出的高中頻信號(hào)經(jīng)高中頻濾波器1濾波后被高中頻放大器1放大。被放大的高中頻信號(hào)與第二本振輸出的信號(hào)經(jīng)混頻器2再次混頻后，得到的低中頻信號(hào)通過低中頻濾波器2濾波后，最后送到檢波器恢復(fù)出基帶信號(hào)。3對(duì)接收系統(tǒng)的要求是1．靈敏度（Sensitivity）：接收機(jī)靈敏度衡量接收機(jī)檢測(cè)微弱信號(hào)的能力，對(duì)于模擬接收機(jī)用信噪比（SNR）量度，對(duì)數(shù)字接收機(jī)則用誤碼率（

3、BER）表示。2．選擇性（Selectivity）：接收機(jī)的選擇性衡量接收機(jī)抗拒接收相鄰信道信號(hào)的能力。要實(shí)現(xiàn)70-90dB選擇性是很困難的。3．Spuriousresponserejection:theabilityofrejectundesirablechannelresponsesisimportantinreducinginterference.ThiscanbeaccomplishedbyproperlychoosingtheIFandusingvariousfilters.Rejectionof70-80dBi

4、spossible.4．Intermodulationrejection:thereceiverhasthetendencytogenerateitsownon-channelinterferencefromoneormoreRFsignals.Thoseinterferencesignalsarecalledintermodulation(IM)products.Greaterthan70dBrejectionisnormallydesirable.5．頻率穩(wěn)定性（frequencystability）：本振的頻率穩(wěn)定性

5、對(duì)于降低頻率調(diào)制，相位噪聲十分重要。常用的頻率穩(wěn)定技術(shù)有介質(zhì)諧振器、鎖相環(huán)、頻率綜合器等。6．輻射（radiationemission）：本振信號(hào)經(jīng)過混頻器泄漏到天線并經(jīng)天線輻射到自由空間引起的干擾務(wù)必低于FCC規(guī)定的電平。4接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍（DR）接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍是指接收機(jī)可檢測(cè)的最小信號(hào)與在失真允許情況下能接收的最大信號(hào)的范圍。最小可檢測(cè)信號(hào)受限于接收機(jī)噪聲在失真允許情況下最大接收信號(hào)取決于接收機(jī)的飽和輸出特性。如果輸入功率低于動(dòng)態(tài)范圍的下限，噪聲將占主導(dǎo)地位。如果輸入功率超過動(dòng)態(tài)范圍的上限，輸出開始飽和。接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍是

6、設(shè)計(jì)射頻與微波電路的重要依據(jù)之一。實(shí)際系統(tǒng)（混頻器、放大器）1dB壓縮點(diǎn)5接收機(jī)噪聲源接收機(jī)噪聲來自兩個(gè)方面，一是天線接收到的噪聲，二是接收機(jī)自身產(chǎn)生的噪聲。天線接收到的噪聲包括天空噪聲（skynoise），大氣噪聲（atmosphericnoise），地球噪聲（earthnoise）、銀河噪聲（galacticnoise）和人工噪聲（man-madenoise）。天空噪聲的噪聲功率可表示為式中B是帶寬，k=1.38?10–23J/K，是波爾茲曼常數(shù)。TA是天線噪聲溫度。大氣噪聲源于閃電等因素，在10KHz附近最強(qiáng)，頻率超

7、過20MHz一般可忽略。銀河噪聲來自遙遠(yuǎn)的天體，其最大值在20MHz附近，到500MHz可忽略。人工噪聲源多種多樣。任何電路斷開與合上時(shí)，在電路上產(chǎn)生的瞬時(shí)脈沖都是人工噪聲源，從通信、廣播、電視、雷達(dá)、系統(tǒng)以至輸電線的電磁輻射被天線接收后都可看作對(duì)有用信號(hào)的干擾。接收機(jī)自身產(chǎn)生的噪聲包括放大器、濾波器、混頻器、檢波器各級(jí)產(chǎn)生的噪聲。接收機(jī)內(nèi)部噪聲限制了接收機(jī)檢測(cè)的最小信號(hào)。信號(hào)強(qiáng)度必須大于噪聲一定強(qiáng)度才能被檢測(cè)到。6接收機(jī)內(nèi)部噪聲可分為三類1．熱噪聲（Thermal,Johnson,orNyquistnoise）：電阻熱噪

8、聲源于束縛電荷的隨機(jī)起伏。在通帶B范圍內(nèi)熱電阻噪聲電壓的均方值為式中k為波爾茲曼常數(shù)；T是電阻器的絕對(duì)溫度，單位K；B是帶寬，單位為Hz；R是電阻，單位為?。熱噪聲分布與頻率無關(guān)，也叫做白噪聲。2．閃粒噪聲（shotnoise）：閃粒噪聲源于真空電子管、固態(tài)器件發(fā)射電子的起伏。3．1/f噪聲（Flick