盲信號測量接收機(jī)射頻前端優(yōu)化設(shè)計與仿真.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子電氣行業(yè)欣欣向榮，空間電磁環(huán)境變得愈發(fā)惡劣，電磁輻射干擾問題也越來越復(fù)雜。在電磁兼容實際測試中，常遇到屏蔽室造價昂貴、被測設(shè)備過于龐大、無法現(xiàn)場測試固定設(shè)備等問題。于是科學(xué)家們提出了虛擬暗室測試技術(shù)，以克服上述問題，它的研究正處于探討和完善階段。在高速鐵路動車電磁輻射測量中，為解決測試場地限制，提出了能現(xiàn)場實時提取電磁輻射信號的盲信號測量接收機(jī)。其中，接收并分離信號的盲信號測量接收機(jī)射頻前端是研究過程中的關(guān)鍵部分

2、。
　　本文基于盲信號測量接收機(jī)的射頻前端結(jié)構(gòu)，對濾波器、低噪聲放大器、混頻器等模塊進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計、仿真和測試。通過ADS(advanced design system)仿真工具，完成了接收鏈路的模型設(shè)計，對各模塊以及整機(jī)參數(shù)進(jìn)行掃描。從硬件設(shè)計、電路仿真、系統(tǒng)測試和板級電磁兼容等幾個方面詳細(xì)闡述了測量接收機(jī)射頻前端的優(yōu)化過程。
　　本文首先探討了射頻接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及特點，從接收機(jī)整機(jī)鏈路的角度模擬了系統(tǒng)性能。然后結(jié)合實際

3、應(yīng)用需求，將系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)集中在低噪聲放大器、濾波器及混頻器三大模塊。其中，運(yùn)用了阻抗匹配等射頻電路設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)。主要優(yōu)化過程如下:
　　(1)低噪聲放大器:以安華高科技生產(chǎn)的高電子遷移率場效應(yīng)管ATF531p8為核心，結(jié)合芯片手冊，分析晶體管特性，設(shè)計外圍偏置電路，仿真增益及穩(wěn)定性，對輸入端進(jìn)行阻抗匹配，使低噪聲放大器的各項性能達(dá)到設(shè)計要求。
　　(2)濾波器:結(jié)合濾波器基本原理和性能指標(biāo)，通過仿真對比不同類型低通濾波器的幅

4、度響應(yīng)，以平坦度、帶內(nèi)紋波、帶外損耗等為目標(biāo)，確定最優(yōu)方案。在設(shè)計帶通濾波器時，仿真對比了低階與高階巴特沃斯帶通濾波器的帶外衰減程度，并最終進(jìn)行了微帶化設(shè)計以優(yōu)化性能。
　　(3)混頻器:結(jié)合混頻器基本工作原理及典型吉爾伯特混頻單元，分別以NMOS管和集成芯片ADL5387為基礎(chǔ)設(shè)計了混頻器模塊，通過仿真對比它們的輸出頻譜來選擇最適合本課題的方案。
　　總的來說，本文基于盲信號測量接收機(jī)初期項目，結(jié)合微波射頻電路理論及硬件設(shè)