宽带微波接收机的射频前端设计探讨
2.4ghz接收机射频前端的分析与设计
1 绪论1 绪论 1.1 课题背景及其意义 近年来，移动通信产业的快速发展带动了无线通信技术及其研究的发展，也使宽带无线接入技术得到了快速发展和应用，如无线局域网、蓝牙技术（Bluetooth）等。
同时，无论是电信市场的开放，还是通信与信息产业技术的快速发展，都在促使各种高速率的宽带接入不断涌现。
宽带接入凭借其建设速度快、运营成本低以及投资成本回收快等优点正越来越受电信运营商的青睐。
这也促进了宽带接入技术的迅速发展，如各种微波、无线通信领域的先进技术不断引入，各种宽带固定无线接入技术不断涌现。
宽带固定无线接入技术一方面充分利用过去未被开发或者应用还不广泛的频率资源，另一方面，凭借微波和有限通信领域成功运用的先进技术可以实现更大的频谱利用率等功能。
由于频谱资源是不可再生资源，所以有限的频谱资源是影响现代无线通信发展的一个重要因素。
为了促进无线局域通信的发展，各国都采取了相应的措施以保证正常通信并合理利用频谱资源。
1985年美国联邦通信委员会开放了9.02GHz、5.8 GHz及2.4 GHz三个ISM频段，允许在低发射功率下无照使用这些频段。
欧洲无线电委员会也于1991年公布了一组无线局域网建议频段：2.4 GHz、5.8 GHz、17.1 GHz、24 GHz和60.2 GHz ISM频段。
而我国无线电委员会也规定了2.4 GHz~2.5 GHz频段用于未来移动通信和无线接入应用。
这些规定的出台无疑大大地促进了无线通信的发展，如无线局域网、蓝牙、家用射频(Home RF)、通用分组无线业务、各频段的无线接入以及本地多点分配业务(LMDS)等主流无线通信系统正在蓬勃发展并被越来越广泛地运用。
而这些频段都处在较高的射频段，因此，对该频段无线通信接收机射频前端电路的研究也越来越重要。
接收机作为通信系统的重要部分，正面临着高工作频率、高集成度、低电压、低功耗以及低价格的挑战。
然而要提高接收机的集成度，关键是要提高接收机的模拟射频前端的集成度。
WLAN系统中接收机射频前端的设计的开题报告
WLAN系统中接收机射频前端的设计的开题报告一、研究背景随着移动互联网的快速发展，无线通信系统得到了广泛的应用和发展。
其中，WLAN(Wireless Local Area Network)技术是一种无线局域网技术，已经广泛应用于家庭和企业的网络通信中。
射频前端是WLAN系统中至关重要的组成部分，它的设计对整个系统的性能和稳定性有很大的影响。
因此，如何设计一种高性能、低功耗的WLAN接收机射频前端是当前研究的热点之一。
二、研究目的本研究旨在设计一种高性能、低功耗的WLAN接收机射频前端，实现对WLAN信号的高效、稳定、高质量的接收。
三、研究内容1. 对WLAN系统的接收机射频前端的基本原理进行研究，包括接收机的结构、功率控制、频率选择等原理。
2. 对现有的WLAN接收机射频前端设计方案进行分析，总结其优缺点。
3. 设计高性能、低功耗的WLAN接收机射频前端，包括射频放大器、滤波器、混频器、局部振荡器等模块的设计。
4. 对设计的射频前端进行测试和验证，分析其性能参数如增益、噪声系数、损耗、线性度等，并对其性能进行优化。
四、研究方法1. 文献研究法：对WLAN接收机射频前端的基本原理和现有设计方案进行文献调研和分析，为后续的设计工作提供参考。
2. 理论计算法：利用理论计算方法，对设计的各个模块进行计算和分析，为后续的射频前端设计提供理论基础。
3. 仿真验证法：利用专业仿真软件进行WLAN接收机射频前端的设计和仿真，分析其性能参数，并进行性能优化。
4. 实验验证法：采用实验室测试设备，对设计完成的射频前端进行测试和验证，评估其性能和稳定性。
五、预期结果通过本研究，预期设计出一种高性能、低功耗的WLAN接收机射频前端，能够实现对WLAN信号的高效、稳定、高质量的接收，为WLAN系统的进一步发展和应用提供有力的支撑。
射频接收机前端及其关键模块设计
参数 和 结构 ，并 分析 了低噪 声放 大 器和 混频 器等 射 频接 收机 前 端 的 两个 关键 模 块 ，从 而帮助 设 计 套 射 频接 收机 前 端 系统 ，确保
一
整 个 接 收 机 的 性 能 和 接 收 信 号 的 质 量。
收器 的第一 级 ，当射频信号进入 到接 收机时往 往先要通 过低噪声放大器模块 。它 的噪声、线 益 ，要仔细选择跨 阻放大器上 的反馈 电容 和反 性度 以及增 益等对整个接受机 的性能都具有 一 馈 电阻的数值。一般这类射频器 的热 噪声主要 定 的影响。所 以对 低噪声放大器设计 时 ， 要 使 来 源于输入跨导管 、开关管的 的沟道 热噪声 以
中 简 要 介 绍 了射 频 接 收 机 的 主 要
重要特征和整个接 收机 系统的性能 ，因此要对 混频器 和电压模 式的混频器 。电流模 式的无源 射频接收机前端 的核心部 件进 行设计 ，它主要 混频器控 制交流电流流过的开关 ，同时开 关两 包括 低噪声放大器和混频器两大 关键模块 。 端不会 出现 较大 的信号 电压幅度 ，跨导级是它 的第一级 ， 将输入的 电压信号转换为 电流信号 ， ２ ． １低 噪 声 放 大 器 （ Ｌ Ｎ Ａ） 然后 电流信号进入开 关级 ，由开关级开关调制
Байду номын сангаас
其具备尽 可能低的功耗 、足够大 的增益 、尽 可 及 跨 阻放 大 器 的 热 噪声 。 电压 模 式 的无源 混频 器 具有 较 好 的线性 能克服 混频器 的噪声干扰 、特定 的输入 阻抗 和
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。
接收机中的射频前端设计
接收机中的射频前端设计接收机中的射频前端设计摘要本文首先简要说明了射频前端在接收机中的重要性，之后详述了射频前端可能采用的几种结构，并分析了影响其性能的各种因素。
关键词射频前端混频器乱真响应互调截获点一、前言现代民用及军用设施使用电子设备繁多，电磁环境复杂，相互干扰严重。
一般地，车、船和飞机上的通信设备收发机都集成在一起。
以短波通信设备为例，发射机的残余信号在接收机输入端产生的电平达120dBμV（即13dBm）或更高。
而接收机所需接收的微弱信号电平可能仅-6～0dBμV（即-117～-113dBm）。
因此，要求接收机处理的信号动态范围高达120～126dB。
另外，高电平干扰信号与所接收信号频率仅相距数十千赫，所以，高电平干扰信号和它们在接收机中产生的互调产物会严重影响接收机的输出信噪比。
为了降低这种影响，就要求接收机具有以下性质：·高选择性，接收机的动态范围尽可能要大；·高线性，在信道滤波之前，降低带外高电平干扰信号在信道滤波器通带内产生的互调产物；·极低的本振相位噪声，以免邻近的干扰信号将本振噪声转换到接收机信道带宽内。
作为接收机重要组成部分的接收机射频前端是接收机动态性能的关键部件，它工作于中频放大器之前。
诸如动态范围、互调失真、-1dB压缩点和三阶互调截获点等，都与接收机前端的性能有直接关系。
本文以下将介绍接收机中的射频前端设计技术。
二、射频前端的几种结构1、最简单的射频前端结构接收机前端电路有几种不同的结构。
图1示出了一种最简单的形式。
这种结构无射频放大器，在带通滤波器之后，只有混频器和本机振荡器。
带通滤波器的输入来自天线，其输出经过混频器到达中频放大器进行后续处理。
这种结构的主要特点是：第一，在实现中所需成本比其它结构少；第二，避免由于处理无用的能量而消耗混频器的动态范围。
带通滤波器具有良好的前向性能（在通频带范围内）和良好的反向隔离性能。
这样可以防止本振信号能量辐射到天线，进而避免天线辐射这些信号能量。
宽带无线通信射频收发前端设计分析
宽带无线通信射频收发前端设计分析摘要：近年来随着社会经济不断发展，我国已经进入信息化时代，现代社会信息对于我们的生活的影响也越来越大，宽带无线通信系统的迅速发展，使得人们的通信变得越来越便捷。
本文对宽带无线通信射频收发前端的设计进行分析与探讨，旨在提高宽带无线通信水平。
关键词：宽带设计；无线通信；射频；收发前端设计1宽带无线通信系统组成近年来，宽带无线通信由于其平均功率较低、频谱利用率较高、保密性和安全性好等优势，已经成为通信领域中研究的热点技术。
宽带无线通信系统主要包括以下几个部分。
1.1基带处理单元基带处理单元是宽带无线通信系统中的基础，主要的功能有对数据信道进行编码处理、CCK调制解调、同步时钟提取等。
1.2中频处理单元中频处理单元主要完成频率转换，通过上下变频，完成射频和中频之间的转换，并且完成数字信号与模拟信号之间的相互转换。
1.3射频单元射频单元是数据传输的主要部分，发送端首先将语音、数据以及图像等信号调制成为相应的信号，然后经过滤波、放大、功放送天线等环节对信号进行发射。
射频单元中的接收端则主要负责接收射频信号，对于传输来的信号，经过放大、滤波和变频之后可以将固定的中频信号输出到中频处理模块中。
1.4协议与控制单元协议与控制单元具有协议控制、数据组帧与完整性检测处理等功能，可以为各种数据信息提供相应的接口，以便信息数据可以进入处理单元中。
在宽带无线通信系统中，射频前端是最关键的部分，该部分是影响信号的传输和接收功能的主要部分，通过对射频前端进行设计，可以实现收发通道射频前端的所有功能，而且能够满足调制信号的收发要求，在应急通信、指挥调度、无线监控、海上作业等领域有十分广泛的应用。
而且在宽带无线通信系统中还内置了GPS模块，通过GPS定位可以向中心站点传输精确的位置信息。
2射频收发系统的工作原理2.1射频发射机的工作原理射频发射机主要用于信号发射，无线射频发射机是通过调制放大信号的功率以及上变频和滤波过程，将低频基带信号转换成高频射频信号的一个过程。
射频接收机前端AGC系统的电路设计
射频接收机前端AGC系统的电路设计提纲：一、射频接收机前端AGC系统的基本原理及设计要点二、传统射频接收机前端AGC系统挑战及优化设计技术三、现代射频接收机前端AGC系统设计方法研究四、射频接收机AGC系统的性能评估与实验测量五、未来射频接收机前端AGC系统的发展趋势和展望一、射频接收机前端AGC系统的基本原理及设计要点AGC（Automatic Gain Control）系统是射频接收机的重要组成部分，在信道不稳定的环境下可以实现信号输入电平的自动控制。
其主要功能是控制单位电平内射频前端放大器的信息增益，以确保信号在最佳的动态范围内运行。
射频接收机前端AGC系统的设计要点主要包括信号放大段、包络检波环节、比较环节和控制回路。
其中，信号放大段的设计为AGC系统的核心，关系到整个系统性能的优劣。
当前，射频接收机前端AGC系统的设计主要分为两大类：一类是传统模拟AGC系统，它采用经典的线性控制回路，具有结构简单，功耗低，抗干扰能力强等优点；另一类是数字AGC系统，它基于DSP的现代控制理论，具有精度高，响应速度快等优点。
二、传统射频接收机前端AGC系统挑战及优化设计技术目前，传统AGC系统仍然是射频接收机中最常用的设计方案之一。
然而，传统AGC系统在设计中还存在一些挑战，主要包括信号失真、抗干扰能力不足和高功耗等问题。
为克服这些问题，优化设计技术主要包括：1、引入自适应控制器，利用反馈控制环节提高控制精度和系统鲁棒性，增强系统的稳定性和抗干扰能力。
2、优化模拟电路设计，提高系统带宽、增益平坦度和延时响应特性，并减少失真和噪声干扰。
3、使用低功耗模拟电路设计，降低系统功耗并提高信号处理速度。
三、现代射频接收机前端AGC系统设计方法研究现代射频接收机前端AGC系统采用数字控制理论，利用高速AD/DA转换器实现对系统的数字控制。
其优点在于精度高，控制方便和响应速度快等。
目前，现代AGC系统主要分为三类：1、基于改进的遗传算法和FPGA的AGC系统，该设计主要以FPGA为核心控制器，利用改进的遗传算法实现AGC控制回路，并通过DSP进行算法协调。
宽带无线通信射频收发前端设计探究
Telecom Power Technology · 160 ·Aug. 25, 2023, Vol.40 No.162023年8月25日第40卷第16期通信网络技术DOI：10.19399/ki.tpt.2023.16.051宽带无线通信射频收发前端设计探究马 东（广州海格通信集团股份有限公司，广东广州510663）摘要：我国现代通信产业正在快速发展，其中比较突出的技术是无线通信技术。
宽带无线通信系统虽然平均功率较低，但频谱利用率较高，能够保证信息传递模式安全，并进一步提升通信质量。
因此，对无线通信的发展特点进行了阐述，并对其发展历程进行了分析。
关键词：宽带；无线通信；射频收发；前端设计Research on Front-End Design of Radio Frequency Transceiver for Broadband WirelessCommunicationMA Dong(Guangzhou Haige Communication Group Co., Ltd., Guangzhou 510663, China)Abstract: The modern communication industry in China is developing rapidly, with wireless communication technology being the most prominent technology. Although the average power of broadband wireless communication systems is low, the spectrum utilization rate is high, which can ensure the security of information transmission mode and further improve communication quality. Therefore, the development characteristics of wireless communication were elaborated and its development process was analyzed.Keywords: broadband; wireless communication; radio frequency transceiver; front-end design1 宽带无线通信射频工作原理在无线通信处理射频时，工作人员需要处理变频和滤波问题，以便更好地开展转换工作，从而让低频基带信号转化为高频射频信号。
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宽带微波接收机的射频前端设计探讨
作者：刘瑶潘威
来源：《科学与信息化》2018年第13期
摘要随着微波技术的发展，微波接收机已经被广泛应用于通信、雷达等多个领域。
由于信道上受到外界因素干扰较多，为了保证微波接收机的性能，接收机需要有较高的线性度、灵敏度、动态范围和选择性，这些性能的实现与射频前端息息相关。
本文将在分析射频前端设计对宽度微波接收机作用的基础上，对几种常见的射频前端结构进行阐述，然后就影响射频前端性能的几种因素进行分析，探讨应该如何合理设计射频前端。
关键词宽带微波接收机；射频前端；低噪声；动态范围
1 射频前端对微波接收机的重要意义
现代电子技术的发展，使得接收机的种类越来越多，性能也得到了各方面的完善，功能更加复杂和通用化。
目前接收机正朝着体积小、重量轻和功耗小，性能更加优越的方向发展，要求微波接收机具有宽频带、大动态范围、高灵敏度和低噪声。
基于上述影响微波接收机信噪比、影响信号处理的因素分析，必须要对接收机重要组成部分射频前端进行优化设计，从而可对接收机性能起到保障作用。
射频前端主要实现抗烧毁、信号预选、增益控制、幅度均衡等几方面功能，噪声系数、滤波器选择、幅度均衡以及输入1dB压缩点等都会对接收机前端性能产生重要影响。
2 射频前端的几种构成形式
2.1 常用接收机射频前端结构
在微波接收机接收有用信号的过程中，会受到高电平干扰信号的影响，从而影响信噪比，对信号处理产生不利作用。
为了保证信噪比，微波接收机应该具有高选择性、高线性和低噪声的特点。
对来自天线下来的信号，首先会使用限幅器对信号进行限幅处理，保护后级的放大器不被大信号烧毁；再使用带通滤波器进行信号预选，最后使用低噪声放大器对信号进行一级放大，放大后的信号进入下一级进行处理。
在这个过程中，限幅器保护后级链路不受大功率信号的损坏，带通滤波器隔离带外信号，低噪声放大器在尽可能减少对噪声恶化的情况下补偿增益，该结构的作用是可以通过带通滤波器使互调失真降到最低，削弱失真响应，同时具有成本较低、结构简单的优点。
2.2 采用YIG统调预选滤波器的结构
该射频前端结构形式用YIG统调预选滤波器代替了带通滤波器，在该结构中，由于YIG 统调预选滤波器具有频率范围广、体积小、带宽窄以及对外抑制性良好的优点，所以对镜像频率和本振频率等能进行有效的控制。
在YIG统调预选滤波器工作过程中，需要采取温度补偿措施对温度进行调节，从而可保障滤波器的性能。
目前主要采取的是YIG滤波器自带的温度漂移和驱动电路的温度漂移。
在温度补偿处理中需要在整个频段内逐点对应，然后使用软件测量数据，进行自动化温度补偿，使频率达到标准要求。
此外，在该结构中的射频放大器的作用是补偿混频器和YIG滤波器的损耗，并改善本振电路和天线电路间的隔离，能很好地改善射频前端的灵敏度。
不过要注意的是射频放大器的增益不能太低也不能太高，太高或太低都会影响接收机互调截点。
2.3 采用滤波器组的宽带射频前端结构
该射频前端结构形式用开关滤波器组代替了带通滤波器。
使用带通滤波器组的优点主要有两个，一个是亚倍频程，所以带宽较小；另一个是温度变化小，稳定性好，所以不需要采取额外的温度补偿措施，这样就降低了工作的复杂性，使得整机工作更加稳定可靠。
分段滤波器方式整个接下来接收机变频部分更好处理频谱的搬移，而不会引入过多的杂散信号[1]。
3 影响射频前端设计的几种因素分析
3.1 噪声系数
微波接收机必须要保证足够的信噪比，这样才能有效传输信息，所以在其射频前端的设计中应该对信噪比进行处理。
对于整个系统的噪声因数计算，可通过分级噪声因数和各个分级的增益来进行分析确定。
通过计算各个单元噪声和整体系统噪声的关系，能清楚地发现微波接收机整体噪声因数和各个分级的噪声有关，但是影响整体噪声性能的关键因素是射频前端的噪声系数，所以想要保证信道信号传输处理的信噪比，就要对射频前端的噪声因数进行分析并优化其性能。
在设计上，第一级放大器一定要选择噪声系数极低的放大器，并且尽量减少第一级放大器之前的元器件和射频链路。
因为在第一级放大器之前加入的元器件和射频链路的插损会直接恶化整个宽带接收机的噪声。
放大器增益选择要适当，选择增益在15dB至20dB的低噪声放大器，从而减少后级链路对整个接收链路噪声的影响。
3.2 动态范围
动态范围是射频前端的一个重要指标，主要由整个射频前端的输入1dB压缩点来决定。
在设计时，采取增益均匀分配的设计思路，避免增益或衰减的过分集中，链路设计布局确保整个链路的P-1压缩压力在最后一级放大器，且最后一级放大器要选用线性度高、噪声较小、输出功率较高的放大器。
前端内部，可以使用数控衰减器对整个接收机的动态进行扩展。
3.3 幅度均衡
除了要保证良好噪声性能和高动态范围之外，大部分射频前端会有幅度均衡的要求。
射频前端接收来自天线的信号，经限幅滤波放大后到下一级进行变频或者采集处理。
为了得到良好的噪声性能，射频前端实际应用时会尽可能地靠近天线，这就使得跟下一级之间会存在较长的空间距离传输。
所以在射频前端内部，会采用均衡器或者带均衡能力的放大器来对整个接收机的幅度进行均衡。
设计上不能将均衡器置于最后一个放大器之后，会影响整个接收机的动态范围。
3.4 多通道射频前端
在某些应用条件下，一个射频前端会包含多个射频接收通道，并且各个通道之间有相位一致性设计要求。
这种多通道射频前端在设计上尽量采用相同的布局、相同的器件；重要的器件，比如放大器、限幅器等采用同批次的产品；对其中使用的滤波器也要提出相应的相位一致性要求。
主要的发热器件要靠近最佳散热区域、远离各个工作通道，保证射频前端的热量分布均衡[2]。
3 结束语
综上所述，射频前端作为微波接收机最关键的组成部分，其性能自然关系着接收机的性能，从而影响信号的处理。
本文主要是对几种射频前端结构形式进行了介绍，然后对射频前端的噪声性能、动态范围、幅度均衡、多通道射频前端等几方面进行分析，对射频前端设计进行优化处理。
参考文献
[1] 王培章，邵尉，余同彬，等.宽带一体化接收前端技术的研究[J].微波学报，2012，
（s2）：319-321.
[2] 张越成.新型小型化超宽带微波接收前端设计[J].电子科技，2017，（05）：101-104.。