24GHz射频前端频率合成器设计

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射频工程师岗位职责

射频工程师岗位职责

射频工程师岗位职责射频工程师是通信行业中的重要角色,负责无线通信系统中射频部分的研发和设计工作。

以下是射频工程师的主要岗位职责:1、负责射频系统的方案设计和实施,包括系统架构设计、模块划分、功能实现等;2、负责射频部分的调试和优化,包括频率范围、灵敏度、抗干扰能力等;3、负责射频器件的选型和评估,包括功率放大器、低噪声放大器、滤波器等;4、负责射频电路的设计和实现,包括调制解调、频率合成、功率控制等;5、负责射频测试方案的制定和实施,包括测试环境搭建、测试数据采集、测试报告编写等;6、负责与其他团队成员的沟通和协作,包括项目经理、硬件工程师、软件工程师等。

为了完成这些职责,射频工程师需要具备以下技能和知识:1、具备电子、通信、微波等相关专业背景,了解基本电路原理和信号处理知识;2、熟悉无线通信系统的基本原理和关键技术,包括调制解调、频谱分析、信道建模等;3、熟悉射频器件的工作原理和选型方法,包括功率放大器、低噪声放大器、滤波器等;4、具备射频电路的设计和实现能力,包括电路图绘制、PCB设计、电路调试等;5、具备射频测试的能力,包括测试仪器使用、测试数据分析、测试报告编写等;6、具备良好的沟通和协作能力,能够与其他团队成员有效合作,共同完成项目任务。

总之,射频工程师是通信行业中不可或缺的角色,他们需要具备扎实的专业知识和技能,能够独立完成射频系统的研发和设计工作。

他们还需要具备良好的沟通和协作能力,能够与其他团队成员有效合作,共同完成项目任务。

射频功率放大器是无线通信系统中非常重要的组件之一。

它负责将低功率信号放大到足够高的功率水平,以实现信号的远距离传输和接收。

射频功率放大器设计的优劣直接影响到整个通信系统的性能和可靠性。

因此,本文将介绍射频功率放大器设计的需求分析、技术方案和实验验证,以期为相关领域的研究者提供一些参考和帮助。

在射频功率放大器设计中,首先要明确设计目标和技术指标。

通常情况下,射频功率放大器需要满足以下性能指标:增益:放大器的增益是指输入信号经过放大后输出的信号强度与输入信号强度的比值。

应用于某雷达射频前端的频率合成模块设计

应用于某雷达射频前端的频率合成模块设计

( )需 求分析 及方 案论 证 二
某型雷达射频前端的频综模块要求产生一个 2 6 G z的 .6H 连 续波 信号作为整个系统发射模块 的本振信号 。该信号的相
关技术指标要求如下 :
相 位 噪 声 :一 3 d c 2 K z l 5B @ O H ;
地位 的与 日俱升 ,在应用与市场 的牵 引下 ,相应 的频率合成 技术正 向小型化 ,高指标,高稳定度方向发展。
【 作者简介 】付聪 ( 94 ) 18 一 ,男,北京人 ,电子科技 大学电工学院电磁场 与微波技术专业在读硕士 ,研 究方 向为微波毫米
成方式 。
【 章 编 号 】1( —15(0 0o — 04 0 文 (】 112 1)3 0 2 — 2 )8
( )频 率合 成技 术 的简要 分类 一
现代频率合成 技术通常是采用某 一稳 定频率为基准 ,产 生大量具有相 同精度和稳定度的频率。从上世纪7 年代开始, O
频 率 合 成 技 术 先 后 经 历 了直 接 模 拟 式 (A ) 、 问 接 锁 相 式 、 DS 直 接 数 字 式 (D ) D S 三个 阶段 的发 展 。随 着 现 代 战 争 中 电 子 系统

相位曛声
种 频 率 合 成 器 ,锁 相 式 频 率 合 成 器 的优 点是 结构 简 单 、 体
积小 、易于集成 、调试 方便 、杂散低 ,所 以应用 非常广泛 , 缺点是频率转换 时间相 对较长 ,难 以满足对跳频 时间要求快
的 电 子系 统 。
3 直接数字式频率合成 .
直 接 数 字 式 频 率 合 成 (D ) 术 是 采 用 全 数 字 化 实 现 方 DS技 式 。D S 一 个 全 数 字 化 的 系 统 ,具 有 易 于 集 成 、极 快 的跳 频 D是 速 度 、极 高 的频 率 分 辨 率 和 频 率 切 换 时 相 位 连 续 等优 点 , 点 缺

2.4GHz 0.35-μm CMOS全集成线性功率放大器设计

2.4GHz 0.35-μm CMOS全集成线性功率放大器设计
Ab t a t sr c :Ra i d o ̄e u n y a l e ih ma e i OC i a mp f n n to e RF f n n . tra ay i g a d q e c mp i rwhc d n a S s n i o a tu i ft r te d M e n lzn n i f l h o
l e r o e a l e ( A) ae naS C0 5 mC i a p w r mpi r P b sdo n i f MI 3 - MOStc n lg o Wห้องสมุดไป่ตู้ s m. h p we a l e whc ein di e h oo yfr ANs t T e o r mpi r ihd s e ye i f g n
s a i h e P p o i e 5 B o tu o e t l B c mp e so on ,t e o tp we ft e P r a h s t 52 d m t dl e y,t A r vd s a 2 d m u p t w ra d o r si n p i t h u o r o h A e c e o 2 .2 B p
MOS E s u e n t e c a sA u p t s g .T e cr u t p r r d smu a in o h A b a d n e wi lt e S C F T i s d i h l — o t u t e h i i e f me i lt f t e P y C n e c t h MI s a c o o l 03 - .5 m RF CMO d 1 Ac o d n o t e s lt n r s l ,wi u py v l g f3 3 S mo e . c r i g t h i ai e u t mu o s t a s p l ot e o .V,te C h a h MOS RF C P o k I A w rs

无线电技术中的射频电路设计技术

无线电技术中的射频电路设计技术

无线电技术中的射频电路设计技术在无线电通信领域中,射频电路设计是至关重要的一环,因为射频电路设计直接决定了无线电信号的质量和传输距离。

因此,研究和掌握射频电路设计技术,对于无线电技术的发展和应用具有重要意义。

射频电路设计技术是一种纵向整合的技术,它涉及到无线电通信的多个领域,包括:无线电频率、信噪比、电路参数和电压等。

在射频电路设计中需要考虑的问题是如何将信号从一个系统传输到另一个系统,而无损地传输这些信号并提供高品质的信号传输特性。

下面将从射频电路设计的基础知识、射频电路设计的流程、射频电路设计的工具以及射频电路设计中具体的技术应用进行讲述。

一、射频电路设计的基础知识1.无线电频率射频电路设计中最基本的知识点就是无线电频率。

在无线电通信中,无线电信号需要在一个特定的频率范围内传输,而这个频率范围就是无线电频率范围。

因此,在射频电路设计中需要考虑在何种频率范围内传输无线电信号。

2.电路参数电路参数在射频电路设计中非常重要,因为不同的电路参数对射频电路的传输特性有所不同。

在射频电路设计中,需要对电路参数进行合理的选择和优化,以便实现所需要的传输特性。

3.信噪比信噪比是射频电路设计的另一个重要的概念,它用于描述信号质量和噪声水平之间的关系。

在射频电路设计中,需要考虑如何优化信噪比以提高信号传输的质量。

4.功率放大器在射频电路设计中,功率放大器是一个非常重要的部件,因为它能够增加信号的功率,使得信号能够在更远的距离传输。

在射频电路设计中,需要考虑如何选择和设计功率放大器以获得所需的信号传输特性。

二、射频电路设计的流程射频电路设计的流程往往包含以下四个步骤:1.需求分析需求分析是射频电路设计的第一步,它主要涉及到了解客户要求和目标,将其转化为技术规格书,以便于项目进一步开展。

2.电路设计电路设计是射频电路设计的核心步骤。

在电路设计中,需要考虑信号传输的频率范围、信号功率、信噪比等因素,从而选择合适的电路结构和元件,设计电路并进行分析和仿真。

宽带接收机前端射频电路设计——可重构射频混频器设计的开题报告

宽带接收机前端射频电路设计——可重构射频混频器设计的开题报告

宽带接收机前端射频电路设计——可重构射频混频器设计的开题报告一、论文选题背景和研究意义随着通信技术的日新月异,对高速宽带应用的需求不断提高,宽带通信系统的设计也日益变得复杂。

而在宽带通信系统的设计中,宽带接收机前端射频电路是其中的重要组成部分。

射频电路的设计对于整个系统的性能和稳定性具有至关重要的影响。

因此,对宽带接收机前端射频电路的设计研究具有很高的实际意义。

在射频电路的设计中,一个常见的问题是需要对不同频率的信号进行信号处理。

例如,当接收机需要接收多个信号时,需要进行信号的混频处理,将所接收到的信号转换到基带中进行进一步的处理。

此时,混频器成为了关键的组成部分。

然而,不同信号在不同频率下的接收需要不同的混频器,这导致了混频器在设计中具有一定的困难性。

因此,研究可重构射频混频器设计是极为必要的。

二、国内外研究现状目前,国内外对可重构射频混频器的研究已经有了一定的进展。

例如,国外学者设计了一种基于宽带集成技术的可重构射频混频器,该混频器能够在10GHz到20GHz频率范围内实现多种混频功能,具有优异的性能指标。

国内也有许多学者对此进行研究,例如利用CMOS工艺制作低电流混频器的研究,以及利用GaAs工艺实现双模混频器的研究等。

然而,当前射频混频器设计中存在一些问题。

例如,目前使用的混频器在频段扩展和功率要求方面存在局限性,而且实现复杂且成本较高。

因此,需要在混频器设计中寻求新的技术路线,以解决目前存在的问题。

三、研究内容和技术路线本文将研究可重构射频混频器的设计技术,对技术进行一定的探讨和应用。

研究内容如下:1. 初步研究射频混频器的基本理论和相关技术知识,了解射频混频器的工作原理和现有的技术路线。

2. 研究可重构射频混频器的设计方法,通过设计具有可重构性质的混频器,使其能够适应不同频率下的信号处理。

3. 利用软件仿真,优化混频器的设计参数,提高混频器的工作性能。

4. 制作混频器原型,并进行实际测试。

基于FMCW的军用目标预警系统的研制

基于FMCW的军用目标预警系统的研制

基于FMCW 的军用目标预警系统的研制研究目的:FMCW ,即调频连续波。

同脉冲Doppler 制式相比,FMCW 有显著的优越性:节省发射功率,信号处理较简单及造价低。

毫米波FMCW 有着微波、红外和光学系统所不可比拟的优越性,截获概率低,地面杂波低,并能工作在恶劣的气候。

其调制很容易通过固态发射机实现。

利用FMCW 研制军用目标预警系统,通过水平方向的全向性天线发射连续微波信号并进行扫描接受返回信号,利用收发信号频率差与到介质表面距离成正比的关系以及多普勒效应,迅速测出目标位置与运动速度,再通过信号数据的采集与目标识别确定目标类型,最后对进行打击达到摧毁敌人的目的。

FMCW 技术被广范用于军用雷达或者汽车防撞雷达研究内容:此次研究的军用目标预警系统主要就分为六个部分:天线,收发前端,低信噪放大器,最大探测距离的计算,信号数据采集器,目标识别算法。

其中天线和目标识别算法是主要研基于FMCW 军用预警系统的基本组成框图1.天线该预警系统要求系统能探测到各个方向的目标,用到的天线应为水平方向的全向性天线,全向天线,即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射,也就是平常所说的无方向性。

一般情况下波瓣宽度越小,增益越大。

全向天线在通信系统中一般应用距离近,覆盖范围大。

增益一般在9dB 以下 。

下图所示为全向天线的信号辐射图。

全向天线的辐射范围比较象一个苹果。

天线实质上就是无线电通信中的辐射源,是实现无线通信的基本元件。

天线:用金属导线,金属面或者其他介质材料做成一定形状,架设在空间,用来发射或者接受无线电波的装置。

天线的本质是一种特殊能量转换系统。

发射天线将高频电流转换成电磁波;接收天线将电磁波转换成高频电流传给接收机。

收发天线的可逆性是指用来接收和发射无线电波的原理工作特性,方向性完全相同。

一般收、发共同用一根天线。

不过天线的信号发射距离还是会受到外界环境的影响(比如天气的变化),因此,为了能使探测距离不容易受到影响,需要根据当时的环境状况来调整天线的发射功率,气候恶劣时应提高发射功率。

2.4GHz射频收发芯片nRF2401应用电路图 器件配置

2.4GHz射频收发芯片nRF2401应用电路图 器件配置

2.4GHz射频收发芯片nRF2401应用电路图器件配置1. 引言nRF2401是单片射频收发芯片,工作于2.4~2.5GHz ISM频段,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置。

芯片能耗非常低,以-5dBm的功率发射时,工作电流只有10.5mA,接收时工作电流只有18mA,多种低功率工作模式,节能设计更方便。

其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线,同时接收两个不同频道的数据。

nRF2401适用于多种无线通信的场合,如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。

2. 芯片结构、引脚说明2.1 芯片结构nRF2401内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器,功率放大器等功能模块,需要很少的外围元件,因此使用起来非常方便。

QFN24引脚封装,外形尺寸只有5×5mm。

nRF2401的功能模块如图1所示。

图2nRF2401引脚图2.2 引脚说明表1:nRF2401引脚(附:此处引脚11和12有误。

2006.6.30)3. 工作模式nRF2401有工作模式有四种:收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。

nRF2401的工作模式由PWR_UP 、CE、TX_EN和CS三个引脚决定,详见表2。

表2:nRF2401工作模式3.1 收发模式nRF2401的收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种,收发模式由器件配置字决定,具体配置将在器件配置部分详细介绍。

3.1.1 ShockBurstTM收发模式ShockBurstTM收发模式下,使用片内的先入先出堆栈区,数据低速从微控制器送入,但高速(1Mbps)发射,这样可以尽量节能,因此,使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。

与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行,这种做法有三大好处:尽量节能;低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射);数据在空中停留时间短,抗干扰性高。

Ku波段频率合成器的设计与实现的开题报告

Ku波段频率合成器的设计与实现的开题报告

Ku波段频率合成器的设计与实现的开题报告
一、研究背景及意义
随着无线通信的迅速发展,射频技术的应用越来越广泛,射频频率合成器在无线通信中起到了关键作用。

目前,最常用的频率合成技术是锁相环(PLL)技术,但由于PLL技术本身的设计限制,导致在某些应用场合中,PLL技术难以满足要求,如在Ku波段(12 GHz – 18 GHz)的制造中。

因此,需要研究开发一种适用于Ku波段频率合成器的设计方案,以满足无线通信系统对高稳定度、高精度、高带宽和低相位噪声等要求。

二、研究内容及方法
本文将研究设计一种Ku波段(12 GHz – 18 GHz)频率合成器,主要研究内容包括:
1. 频率合成器的基本原理及特点
通过对频率合成器的基本原理和特点进行研究,为后续的设计提供理论支持。

2. Ku波段频率合成器的设计方案
综合考虑Ku波段频率合成器的要求和特点,设计合适的频率合成器电路方案,包括参考源、频率分配器、相位调节器等模块。

3. 频率合成器的实现
根据设计方案,制作频率合成器模块,并对其进行测试和调试。

4. 频率合成器的性能分析
对频率合成器的稳定度、精度、带宽和相位噪声等性能指标进行测试和分析。

三、可行性分析
本文所研究的Ku波段频率合成器设计方案具有一定的可行性。

首先,目前市场上缺乏针对Ku波段的频率合成器,有一定的市场需求;其次,本研究针对Ku波段频率合成器的基本原理和特点进行了分析和研究,具有较高的理论可行性;最后,频率合成器的实现采用了成熟、可靠的电
路设计方法,具有较高的工程可行性。

总之,本研究的Ku波段频率合成器设计与实现具有很高的研究价值和实际应用价值。

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第48卷第1期(总第187期)
2019年3月
火控雷达技术
Fire Control Radar Technology
Vol.48No.1(Series 187)
Mar.2019
收稿日期:2018-10-24作者简介:饶睿楠(1977-),男,高级工程师。

研究方向为频率综合器及微波电路技术。

24GHz 射频前端频率合成器设计
饶睿楠


余铁军


(西安电子工程研究所西安710100)
摘要:随着微波射频集成电路集成度越来越高,
24GHz 频段的高集成雷达收发芯片逐渐大规模使用。

其中英飞凌科技公司的24GHz 锗硅工艺高集成单片雷达解决方案就是其中具有代表性的一种,被大量应用在液位或物料检测、照明控制、汽车防撞、安防系统。

FMCW 为此种应用最多采用的信号调制方式。

本文采用锁相环频率合成方案,产生系统所需的FMCW 调制信号。

关键词:24GHz 射频前端;FMCW ;频率综合器BGT24AT2ADF4159中图分类号:TN95文献标志码:A 文章编号:1008-8652(2019)01-066-04
引用格式:饶睿楠,王栋,余铁军,唐尧.24GHz 射频前端频率合成器设计[
J ].火控雷达技术,2019,48(1):66-69.
DOI :10.19472/j.cnki.1008-8652.2019.01.014
Design of a Frequency Synthesizer for 24GHz RF Front Ends
Rao Ruinan ,Wang Dong ,Yu Tiejun ,Tang Yao
(Xi'an Electronic Engineering Research Institute ,Xi'an 710100)
Abstract :With the increasing integration of microwave and radio-frequency integrated circuits ,highly integrated
radar transceiver chips in 24GHz band have gradually found large-scale applications.Among those chips ,Infineon's
24GHz SiGe monolithic radar solution is a typical one.It has found wide applications in liquid (or material )detec-tion ,lighting control ,automotive collision avoidance ,and security systems.FMCW is the most widely used signal modulation method in these applications.This paper uses PLL frequency synthesis scheme to generate FMCW mod-ulation signals required by the system.
Keywords :24GHz RF front end ;FMCW ;frequency synthesizer ;BGT24AT2;ADF4159
0引言
24GHz 频段雷达大量用于液位检测、照明控制、汽车防撞、安防等领域。

近年来由于微波集成电路的高速发展,单芯片电路集成度越来越高,出现了一大批高集成、多功能的射频微波集成电路,以前需要几片或十几片芯片的电路被集成在一片集成电路之中。

英飞凌公司推出的基于锗硅工艺的高集成单片雷达解决方案就是其中对具代表性的产品之一。

FMCW 信号调制方式被广泛的应用于此类产品。

本文采用英飞凌公司BGT24AT2单片信号源芯片与ADI 公司ADF4159锁相环芯片构成24GHz 射频前端频率合成器部分,产生了24GHz 24.2GHz FM-CW 发射信号。

1BGT24AT2锗硅24GHz MMIC 信号源芯片基本指标
BGT24AT2是一款低噪声24GHz ISM 波段多功能信号源。

内部集成24GHzVCO 和分频器。

3路独立的RF 输出可分别输出+10dBm 的信号,通过SPI 可对输出信号功率进行控制。

发射信号的快速脉冲和相位反向可通过单独的输入引脚或通用的SPI 控制接口进行控制。

片内集成输出功率及温度传感器,可对芯片工作情况进行监控。

芯片工作的环境温度为-40ħ 125ħ,满足汽车级环境应用要求。

封装为32脚VQFN 封装,单3.3V 电源供电,节省了大量板上空间。

其原理框图如图1所示。

第1期饶睿楠等:24GHz
射频前端频率合成器设计
图1BGT24AT2系统框图
2ADF4159锁相环芯片基本指标
ADF4159是一款具有调制、以及快速和慢速波形产生能力的13GHz 小数N 分频频率合成器,该器件使用25位固定模数,提供次赫兹频率分辨率。

ADF4159由低噪声数字鉴频鉴相器(PFD )、精密电荷泵和可编程参考分频器组成。

该器件内置一个∑-Δ型小数插值器,能够实现可编程模数小数N 分频。

INT 和FRAC 寄存器可构成一个N 分频器(N =INT +(FRAC /225))。

ADF4159可用于实现频移键控(FSK )和相移
键控(PSK )调制。

还有一些可用的频率扫描模式,可在频域内产生各种波形,例如锯齿波和三角波。

扫描可以设置为自动进行,也可以设置为通过外部脉冲手动触发每个步骤。

ADF4159具有周跳减少电路,可进一步缩短锁定时间,而无需修改环路滤波器。

所有片内寄存器均通过简单的三线式接口进行控制。

ADF4159采用2.7V 至3.45V 模拟电源和1.62V 至1.98V 数字电源供电,不用时可以关断。

芯片工作的环境温度为-40ħ 125ħ,满足汽车级环境应用要求。

ADF4159原理框图如图2所示。

图2ADF4159系统框图
7
6
火控雷达技术第48卷
324GHz 射频前端频率合成器方案
根据雷达系统实现的任务目标,信号形式选择
为24GHz 24.2GHz 的外脉冲触发的带延迟的锯齿
斜坡信号。

具体系统框图如图3所示。

图324GHz 射频前端频率合成器系统框图
系统采用50MHz 温补晶振提供ADF4159所需的
参考信号,BGT24AT2中VCO 分频器设置为1/16,将
分频后的VCO 频率反馈给ADF4159,
ADF4159通过环路滤波器与BGT24AT2的VCO 调谐端相连接形成整个PLL 倍频系统。

FPGA 设置ADF4159工作在single sawtooth ramp 工作模式下,由FPGA 提供外脉冲触发锯齿波的产生。

锁相环环路参数设置及具体框图如图4所示。

图4锁相环参数设置
锁相环环路带宽设置为288kHz ,相位余量45ʎ,鉴相频率50MHz ,环路仿真如图5所示,时域锯齿波
波形仿真如图6所示。

图5PLL 环
路仿真图
图6PLL 时域锯齿波产生仿真图
424GHz 射频前端频率合成器工程实现
电路基板选择4层微波混压板,顶层板芯选择
8
6
第1期饶睿楠等:24GHz 射频前端频率合成器设计
罗杰斯RO4350B ,其它板材为FR-4。

工程实现如图7所示。

图7
实际成品外观
有关参数如下:
1)系统杂散为:<-60dBc ;
2)系统相噪为:
<-81dBc /Hz@10kHz ;<-100dBc /Hz@1MHz 。

5结束语
本文使用英飞凌BGT24AT2信号源芯片及ADF4159锁相环芯片实现了24GHz 射频前端频率
合成器的设计,实现了24GHz 24.2GHz LFMCW 信号的产生。

这种设计方案可方便的移植到如BGT24MTR11(单发射单接收通道)、BGT24MTR12(单发射双接收通道)等相近结构的同系列产品中,也可方便的移植到厦门意行SG24T1或SG24TR1等和英飞凌系列芯片同属性产品中。

参考文献:
[1]Analog Devices.Inc.ADF4159Data Sheet REV
E [EB /OL ].www.analog.com ,2014.
[2]宋惠轩.24GHz 车载雷达射频前端设计[D ].
西安:西安电子科技大学,2014.[3]宋铖.FMCW 雷达物位计收发前端的设计
[D ].成都:电子科技大学,2015.
[4]汤家俊.24GHz 调频连续波雷达前端的研究
和设计[D ].合肥:安徽大学,2017.[5]
Infineon Technologies.BGT24AT2Data Sheet REV 3.2.www.infineon.com ,2016.
9
6。

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