《射頻微波設(shè)計概論》PPT課件

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1、典型的GSM移動通信系統(tǒng)無線通信是近年射頻與微波電路發(fā)展的最大推動力1無線通信系統(tǒng)發(fā)射機、接收機離不開射頻與微波電路任何無線通信系統(tǒng)都包括發(fā)射機和接收機兩個基本部分。發(fā)射機的功能是將信號調(diào)制到載波上，并由天線輻射出去。接收機的功能則相反，將天線接收到的加載在載波上的信號恢復(fù)出來。發(fā)射機和接收機由調(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、發(fā)射機電氣特性的有關(guān)參數(shù)，對射頻與微波電路設(shè)計十分重要。它是我們對各類有源、無源射頻與微波電路

2、提出要求的依據(jù)。2外差接收機(二次混頻接收系統(tǒng))濾波器1限制輸入信號的通帶以減少互調(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與第一本振輸出的信號同時加到混頻器1，其輸出的高中頻信號經(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與第二本振輸出的信號經(jīng)混頻器2再次混頻后，得到的低中頻信號通過低中頻濾波器2濾波后，最后送到檢波器恢復(fù)出基帶信號。3對接收系統(tǒng)的要求是1．靈敏度（Sensitivity）：接收機靈敏度衡量接收機檢測微弱信號的能力，對于模擬接收機用信噪比（SNR）量度，對數(shù)字接收機則用誤碼率（

3、BER）表示。2．選擇性（Selectivity）：接收機的選擇性衡量接收機抗拒接收相鄰信道信號的能力。要實現(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接收機動態(tài)范圍（DR）接收機動態(tài)范圍是指接收機可檢測的最小信號與在失真允許情況下能接收的最大信號的范圍。最小可檢測信號受限于接收機噪聲在失真允許情況下最大接收信號取決于接收機的飽和輸出特性。如果輸入功率低于動態(tài)范圍的下限，噪聲將占主導(dǎo)地位。如果輸入功率超過動態(tài)范圍的上限，輸出開始飽和。接收機動態(tài)范圍是

6、設(shè)計射頻與微波電路的重要依據(jù)之一。實際系統(tǒng)（混頻器、放大器）1dB壓縮點5接收機噪聲源接收機噪聲來自兩個方面，一是天線接收到的噪聲，二是接收機自身產(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，頻率超

7、過20MHz一般可忽略。銀河噪聲來自遙遠的天體，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，在電路上產(chǎn)生的瞬時脈沖都是人工噪聲源，從通信、廣播、電視、雷達、系統(tǒng)以至輸電線的電磁輻射被天線接收后都可看作對有用信號的干擾。接收機自身產(chǎn)生的噪聲包括放大器、濾波器、混頻器、檢波器各級產(chǎn)生的噪聲。接收機內(nèi)部噪聲限制了接收機檢測的最小信號。信號強度必須大于噪聲一定強度才能被檢測到。6接收機內(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