接收机中的射频前端结构及设计技术
软件无线电跳频电台接收机射频前端设计
软 件 无 线 电跳 频 电 台 接 收 机 射 频 前 端 设 计
王 燕君
（ 国西 南 电 子技 术研 究 所 ， 都 ６０３ ） 中 成 １０６
摘
要 ： 于软件 无 线电 的基本要 求和发展 趋 势 ， 出 了一种 应 用在 软件 无 线 电跳 频 电 台 中接 收机 基 提
射 频前 端 电路 结 构 ， 分析 了接 收机 射 频前 端 的总体设 计 方案 ， 包括 前端 各部 分增 益 的分配 、 态 范 围 动
ｓ ｓ ｍ ｅ ｉ ｃ ｅ ｆｔｅ ｒ ｃ ｉｅ ｒｎ — ｅ ｄ ｉ ａ ａｙ ｅ ，ｉ ｃｕ ｉｇ ｄ ｓ ｉ ｕｉｎ ａ ｄ ｃ ｌ ｕ ａｉｎ ｏ ｖ ｒ ｙ ｔ ｄ ｓ ｎ ｓ ｈ ｍｅ ｏ ｅ ｅｖ ｒ ｅ ｇ ｈ ＲＦ ｆ ｔ ｎ ｓ ｎ ｌ ｓ ｏ ｄ ｎ ｌ ｄｎ ｉ ｒ ｔ ｎ ａｃ ｌｔ ｆｅ ｅｙ ｔｂ ｏ ｏ
噪声 系数低 、 性度 好等 特点 。 线
１ 引 言
随 着数 字信 号处理 技术 的发 展 以及 电子器 件制 作 工艺 的提 升 ， ／ Ｄ Ａ 的采 样 速 率 越 来 越 高 ， Ａ Ｄ、 ／ 数 字处 理 不断往 射 频推 进 ， 样 频 率 已从 基 带 进入 到 采 了较 高 的频率 ， 道可 重构 能力 不断 得到提 升 ， 信 系统 可 以从 中频 直 接 采样 ， 而进 行 信 号 处 理 ｌ 。本 文 继 Ｌ １ Ｊ
Ｗ Ｎ ａ － ｎ Ａ Ｇ Ｙｎ ｕ ｊ
（ｏ ｔ ｅｔ ｈｎ ｓｔｔ ｏ Ｅｅｔ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈｎｄ １０ ６ Ｃ ｉ ） Ｓｕ ｗ ｓ Ｃ ｉａＩ ｔｕ ｆ ｌ ｒ ｉ Ｔ ｃｎｌ ｙ Ｃ ｅｇｕ６ ０ ３ ， ｈｎ ｈ ｎ ｉ ｅ ｃｏ ｃ ｏ ａ Ａ ｓｒｃ ： ａｅ ｅ ａｉ ｒ ｕｒ ｅｔ ａｄｄｖｌ ｉ ｅ ｄｏ ｓｆ ａｅ ｅ ｎｄｒ ｉ（ Ｄ ） ａ ｉ ｕ ｒｃ ｂｔａｔＢ ｓｄｏ ｔ ｓ ｓ ｅ ｉ ｍ ｎｓ ｎ ｅｅ ｐ ｇ ｒｎ ｆｏｔ ｒ ｆ ｅ ｄｏ Ｓ Ｒ ， ｒ ｉｓ ｕ— ｎｈ ｂ ｑ ｅ ｏｎｔ ｗ ｄｉ ａ ｃｃ ｔｔ ｔｒ ｏ ｃｉ ｒ Ｆｆ ｎ —ｅｄｉｐ ｐｓｄｆ ｅ ｅｅ ｅ ｆ Ｄ ｕｅ ｆ ｅｅ ｅ Ｒ ｏｔ ｎ ｒ ｏｅ ｒ ｃｉ ｒ Ｒ—ｂ ｅ ｅｕｎｙ ｏｐｎ （ Ｈ）ｒ ｉ．ｈ ｒ ｖ ｒ ｓｏ ｏ ｔ ｒ ｖ ｏＳ ｈ ｓ ｒ ａ ｄｆ ｑ ｅｃ —ｈｐ ｉｇ Ｆ ａ ｏＴ ｅ ｄ
机载移动卫星通讯设备的射频前端设计与优化
机载移动卫星通讯设备的射频前端设计与优化机载移动卫星通信设备是一种重要的通信工具，可以实现在飞行中与地面通信。
射频前端是该设备的核心组件之一，它负责接收和发射卫星信号，并对信号进行处理和优化。
本文将探讨机载移动卫星通信设备射频前端的设计和优化，并介绍一些常见的技术和方法。
射频前端设计的关键是保证信号的高质量传输和接收。
首先，选择适当的天线是至关重要的。
天线的选择应考虑飞机的外形、重量和信号传输效果。
常见的天线类型包括平面天线、角度天线和导体柱天线等。
根据具体的应用需求，可以选择合适的天线类型。
其次，射频前端设计中，放大器是一个关键的组件。
放大器主要负责增加信号的强度，并提高信号的传输距离。
常见的放大器类型包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）和双极性晶体管放大器（BJT）。
在放大器的设计和选择中，需要考虑功耗、线性度和噪声系数等因素。
另一个重要的组件是滤波器。
滤波器用于过滤掉不需要的信号和干扰，提高系统对所需信号的接收和传输效果。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
选择适当的滤波器类型和参数，可以有效提高系统的性能。
除了上述组件，还需要考虑射频前端的调制解调器和数字转换器等部分。
调制解调器主要负责将数字信号转换为模拟信号，以便于射频前端进行处理；数字转换器则将射频信号转换为数字信号，便于后续处理和分析。
在设计和优化这些部分时，需要考虑信号的精确度、速率和功耗等因素。
射频前端的设计和优化是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素，包括系统的性能要求、成本限制和技术可行性等。
设计师需要有扎实的理论基础和丰富的实践经验。
同时，利用仿真工具和实验设备，可以对设计方案进行验证和优化，以确保系统的性能和稳定性。
在射频前端的设计和优化过程中，还需要注意一些常见的问题和挑战。
首先，射频前端往往受到飞行环境的影响，如温度、湿度和振动等。
设计师需要考虑这些因素，并选择适当的材料和防护措施，以确保设备的稳定性和可靠性。
DRMDAB接收机射频前端芯片设计中的关键技术研究的开题报告
DRMDAB接收机射频前端芯片设计中的关键技术研究的开题报告一、选题背景DRM（数字无线电广播）是一种数字音频广播技术，它被广泛应用于欧洲和亚洲的广播领域。
该技术提供了更高的音质和服务灵活性。
作为一种数字技术，DRM广播可以在同样的频率资源下提供更多的广播服务，同时也提高了广播的稳定性和抗干扰性能。
DRM广播使用的调制方法是OFDM（正交频分复用），因此需要射频前端芯片来实现OFDM的解调与处理。
在DRM广播接收机的系统设计中，射频前端芯片是关键的组成部分，其性能将直接影响到整个接收机的接收效果以及解调质量。
因此，设计一种高性能、低功耗、低成本的DRMDAB（数字音频广播）接收机射频前端芯片对于实现DRM广播技术的普及应用有着重要的意义。
二、研究内容及创新点本课题旨在研究DRMDAB接收机射频前端芯片设计中的关键技术，主要包括以下内容：1、研究DRM广播技术及其实现原理，分析OFDM调制的特点和解调方法。
2、研究现有DRMDAB接收机射频前端芯片的设计方案，探究其优缺点及存在的问题。
3、设计一种基于CMOS技术的DRMDAB接收机射频前端芯片，对其关键模块进行设计，并进行系统级仿真验证。
4、在设计过程中，重点研究低功耗、低噪声、高增益、高线性度等关键技术，并探究如何在实现高性能的同时提高芯片的可靠性和稳定性。
5、进行电路实现及性能测试，对设计的芯片进行评价和分析。
研究创新点主要包括：1、在OFDM调制的前提下，针对DRMDAB接收机需求，设计出低成本、低功耗、且性能优越的射频前端芯片。
2、通过对关键技术的深入研究优化设计，使芯片具有更好的抗干扰性、更高的接收灵敏度和更好的解调质量。
3、在设计中注重芯片的可靠性和稳定性，采用新的电路结构和设计思路进行优化，提高电路的工作可靠性和抗干扰能力。
三、研究意义数字广播技术已经成为了未来广播发展的主要趋势，而DRM广播作为一种数字无线电广播，将逐渐替代传统的模拟广播技术成为广播领域的主流技术。
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。
大动态范围宽带接收机射频前端设计与实现的开题报告
大动态范围宽带接收机射频前端设计与实现的开题报告一、研究背景随着通信技术的不断发展，大动态范围宽带接收机射频前端在军事、民用等领域中有着重要的应用。
射频前端是接收机的核心部件，它能够接收和处理来自天线的信号，并将这些信号转换成数字信号，为后续的信号处理提供条件。
大动态范围的宽带接收机射频前端的设计和实现是一个复杂的工程，需要融合多种学科的知识和技术，如电磁场理论、微波电路设计、射频系统工程、数字信号处理等。
二、研究内容本文主要研究大动态范围宽带接收机射频前端的设计与实现。
具体内容包括以下几个方面：1. 大动态范围宽带接收机射频前端的基本原理研究。
这是本研究的起点和基础，需要了解射频前端的基本工作原理和性能指标。
2. 大动态范围宽带接收机射频前端的设计。
本文将深入研究射频前端的电路结构和设计原理，重点探讨如何实现宽带、高性能和大动态范围。
3. 大动态范围宽带接收机射频前端的实现。
在设计完成后，需要进行实际的制作和测试。
本文将介绍如何将设计转化为实际产品，包括制作工艺、测试方法和设备选型等。
4. 大动态范围宽带接收机射频前端的性能评估。
在完成实际制作后，需要对产品进行性能测试和评估，包括增益、噪声系数、动态范围等指标的测试和分析。
三、研究意义本研究将有助于解决现有大动态范围宽带接收机射频前端的设计和实现问题，提高系统的性能和可靠性，推动该领域的进一步发展。
在军事、民用等领域中，大动态范围宽带接收机射频前端是一项关键技术，本研究的成果将有助于提高我国相关领域的技术水平和竞争力。
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。
浅析：采用PLL技术的接收机射频前端的设计方案
浅析：采用PLL技术的接收机射频前端的设计方案射频前端模块性能关系到整个接收机的性能。
本文通过对接收机进行研究，分析了超外差接收机的特点，提出了一种采用PLL技术的接收机的射频前端方案，及对射频前端的关键技术指标进行了分析。
并通过软硬件平台进行验证，实测本地振荡信号和接收机解调信号进行对比后表明系统指标达到要求。
该射频接收前端具有高灵敏度、低噪声、稳定的中频输出、结构紧凑等特点，对其它移动通信终端（如GSM、CDMA）的研究有着非常重要的参考价值。
1、引言现代无线通信始于19世纪末的无线电通信，在20世纪初到70年代，无线电通信技术得到发展和广泛应用，它为人类提供了一种崭新的通信手段。
无线通信让人们实现了地球距离甚至是星球距离的通信，无线通信不只延伸了人类的通信距离，而且以电子技术、微处理技术进步为基础的无线通信技术的快速发展，也向人们昭示--以无限制自由通信为特征的个人通信时代是人类通信的未来［1］。
如何实现低成本、高性能的无线射频接收机终端是一项具有挑战意义的工作，无线射频接收机终端的设计对其它移动通信终端（如GSM、CDMA）的研究有着非常重要的参考价值［2］。
它要求现在无线通信射频接收机在保证极高的灵敏度的前提下，尽可能的提高接收机的线性度，使信号失真最小，误码率最低，尽可能的展宽接收机的动态范围，使接收机的适应性更大，抗干扰能力更强。
2、接收机总体功能描述超外差结构自从1977 年由Armstrong 发明以来，已被广泛采用。
超外差接收机［3］系统如图一所示：图1、超外差接收机结构接受到的信号在第一次下变频模块之前使用一个外部镜像干扰抑制滤波器，可以使镜像干扰大大削弱，达到一个可以忽略镜像频率的水平，在下变频以后使用中频滤波器可以进行。
射频前端基本架构及工作原理解析
声学滤波器
SAW滤波器
BAW滤波器
普通SAW
声表面滤波器—— 技术成熟且仍在发 展，低成本，应用 广泛
TC-SAW
温度补偿滤波器—— 弥补普通SAW温度 变化大的缺陷，制造 复杂度和成本更高
I.H.P-SAW
高频SAW滤波器— —高Q值、低TCF、 高散热性，可满足滤 波器小型化的需求
双工器的内部结构
双工器的外部引线
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1.3、功率放大器PA： 放大射频信号进行发射
功率放大器（PA，Power Amplifier）是射频前端的核心部件，利用三极管的电流控制作用或场效应管 的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。 PA主要用于发射链路，通过把发射通道的微弱射频信号放大，使信号成功获得足够高的功率，从而实 现更高通信质量、更强电池续航能力、更远通信距离。PA的性能可以直接决定通信信号的稳定性和强 弱。
晶圆(4寸晶圆为主)采用光刻、镀膜等工艺进行图形化处理， 实现压电薄膜的制作是关键的工艺环节，材料主要为氯化
芯片表面结构和制作工艺较简单
铝(AIN)和氧化锌(ZnO)
成本 优势
较低 (≈0.1-0.5美金）
体积小于传统的陶瓷滤波器， 设计灵活性大、技术成熟、可靠性高
高（>1美金）
适用于高频、温度变化不敏感、声波垂直传播方式易于小 型化，尺寸随频率升高而缩小
功率放大器以三极管/场效应管为核心，通过匹配网络 放大成为功率信号
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1.3、功率放大器PA： 放大射频信号进行发射
随着半导体材料的不断发展，功率放大器也经历了CMOS、GaAs、GaN三大技术路线。第一代半导体材 料是CMOS，技术成熟且产能稳定。第二代半导体材料主要使用GaAs或SiGe，有较高的击穿电压，可 用于高功率、高频器件应用。第三代半导体材料GaN在性能上显著强亍GaAs，但成本较高。 目前移动端民用市场主要采用GaAs 作为功放，而GaN在部分基站端应用率先实现替代。未来GaN将成 为高射频、大功耗应用的主要方案。
射频前端简介
度、降低成本和易于生产等方面。
射频前端的集成化与小型化挑战
随着通信技术的发展，射频前端的集 成化与小型化成为了一个重要的挑战 。
集成化与小型化有助于提高设备的便 携性和可靠性，同时降低生产成本。
通过采用先进的制程技术和封装技术 ，将多个器件集成在一个芯片上，实 现小型化。
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当射频前端输入信号过大时，会出现 非线性效应，导致输出信号失真，产 生谐波和交调失真等。
噪声系数
噪声系数定义
指射频前端输入端信噪比与输出端信噪比之间的比值，用 于衡量射频前端对噪声的放大程度。噪声系数越低，射频 前端的噪声抑制能力越强。
噪声来源
射频前端的噪声主要来源于内部热噪声和外部干扰噪声。
噪声系数与灵敏度
滤波器
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滤波器是射频前端的重要组成 部分，用于筛选信号并抑制不
需要的频率。
滤波器通常由电感和电容组成 ，通过调整它们的值来选择所
需的频率。
常见的滤波器类型包括巴特沃 斯滤波器、切比雪夫滤波器和
椭圆函数滤波器等。
滤波器的性能指标包括插入损 耗、回波损耗和阻带抑制等， 这些指标对信号质量至关重要
雷达系统
气象雷达
雷达系统在气象监测中发挥着重要作 用，射频前端负责发送和接收雷达波 ，获取气象信息。
军事雷达
在军事领域，雷达系统用于探测和跟 踪目标，射频前端的技术水平和性能 直接影响到雷达的探测距离和精度。
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射频前端的发展趋势与挑战
毫米波通信的发展趋势
毫米波通信在高速无线通信领域具有巨大潜力，特别是在5G和未来的6G 通信系统中。
噪声系数对射频前端的灵敏度有很大影响，是评估射频前 端性能的重要参数。
宽带无线接收机射频前端结构研究与设计
中图分 类号 ： Ｎ ５ Ｔ ８ 文献标 志码 ： Ａ
文章编号 ： ２ ５８ ９ （０ ８ ０ －１５０ ０ ５ －２７ ２０ ）２０ ５ －７
宽 带 无线 接 收 机 射 频 前端 结构 研 究 与设 计
周 政 ， 王志 李 科平 建 功 ， 莉 ， 王
（． １ 东南大学 射频与光电集成电路研 究所 ， 江苏 南京 ２ ０ ９ ； １０ ６
（ ．１ ｔｕ Ｆ ＆ Ｏ 一 ， ｏｔｅｓ Ｕ ｉ ｒｔ， ａｊ ｇ２ ０９ ， ｈｎ ； １ ａ ｈｔｏ － ｓ ｅ ｆＲ Ｅ Ｓｕｈａｔ ｎｖ ｓｙ Ｎ ｎ ｎ １０ ６ Ｃ ｉ ｅｉ ｉ ａ ２ ｃｏｌ Ｃ ｍ ｕ ｒ ｎ ｆｒａｉ ， ｅ ｉ ｎｖｎｔ ｅｈｏ ｇ ， ｅ ｉ ３０ ９ ｈｎ ） ．Ｓｈｏ ｏ ｏ ｐ ｅ ｄＩ ｏｍ ｔ ｎ Ｈｆ ｉ ｉ ｏ Ｔｃｎｌ ｙ Ｈｆ ０ ０ ，Ｃ ｉ ｆ ｔ ａ ｎ ｏ ｅＵ ｅ ｙ ｆ ｏ ｅ２ ａ
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接收机中的射频前端结构及设计技术
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120dBV（即13dBm）或更高。而接收机所需接收
的微弱信号电平可能仅-6～0dBV（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。
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。带通滤波器有三个主要任
务：