s波段射频前端方案设计报告

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1、密级:版次:01编号:S波段射频接收前端方案设计报告共15页成都xxxx有限公司2021年09月S波段射频接收前端方案设计报告拟制______________年___月___日审核______________年___月___日批准______________年___月___日目次1概述12设计依据13主要技术指标和使用要求13.1射频技术指标13.2使用要求24方案设计24.1设计指导思想24.2接收通道方案24.3本振模块方案35指标分析35.1接收通道35.2本振模块85.3工作条件95.4电磁兼容性设计95.5结构设计方案105.6维修性设计11

2、6通信协议116.1通信接口形式简介126.2通信接口时序介绍126.3时序及接口物理参数要求136.4控制136.5状态查询136.6数据位的定义146.7接收组件上电初始状态151概述该S波段射频接收前端分别包括接收通道、本振模块等二个功能单元。S波段射频接收前端将两路来自天线的2450-2500MHz射频信号经过限幅放大、滤波、功率合成后，再将其变换到70MHz中频输出信号，而其中所需的本振为2520-2570MHz。其总体方案框图如图1：图1S波段射频接收前端总体框图2设计依据设计依据来自于“S波段射频接收前端研制任务书”。3主要技术指标和使用

3、要求3.1射频技术指标3.1.1射频输入频段：S波段；3.1.2频点间隔：5MHz；3.1.3输入端口数：2；3.1.4射频输入带宽：50MHz(2450MHz~2500MHz)；3.1.5接收噪声系数：≤5dB；3.1.6接收动态：-105~-20dBm；3.1.7AGC响应时间:≤0.1ms；3.1.8本振要求：15频率稳定度：优于±2ppm(全温)；相噪：≤-80dBc﹫1KHz，≤-90dBc﹫10KHz，≤-105dBc﹫100KHz；本振锁定信号输出给FPGA(LVTTL高电平表示锁定)；3.1.1射频带外抑制：对2475±150MHz外的

4、抑制不小于55dB；3.1.2输入不损坏电平：≥15dBm（不作测试要求）；3.1.3电压驻波比：≤1.8（50Ω）；3.1.4镜频抑制：≥40dBc；3.1.5中频频率：70MHz±500Hz，留有70MHz中频测试专用口（SMA-K,中频测试口信号与中频信号特性一致，隔离度≥20dB）；3.1.6中频信号输出动态范围：-20~0dBm；3.1.7中频带宽：3dB带宽5MHz；3.1.8中频通带内杂散：≤-75dBm；3.1.9中频通带外杂散：≤-65dBm；3.1.10中频带内平坦度：≤1dB；3.1.11中频带外抑制：≥40dBc﹫±10MHz，

5、50dBc﹫±15MHz；1.1使用要求l工作条件a)输入电压：V=5V±10%；b)工作电流：≤1500mA；c)工作温度范围：-45℃~+70℃；ld）贮存温度范围：-55℃~+85℃；2方案设计2.1设计指导思想该S波段射频接收前端对镜频抑制、工艺及电压驻波比等指标提出了较高的要求，本系统设计本着模块化设计原则，将系统分成介质滤波器、低噪放模块、射频声表滤波器、低噪声放大器、功率合成器、射频声表滤波器、本振模块、中频滤波器、中频模块、电源模块等单元，单元指标细分测试，有利于系统指标调试及控制。本电路采用四层PCB电路板，杜绝飞线，电路牢靠；各功能

6、模块隔离，防止射频信号相互串扰。2.2接收通道方案15图二通道方案原理框图1.1本振模块方案图三本振模块方案2指标分析2.1接收通道l输入频率从天线输入的2450-2500MHz频率为方案中射频滤波器、放大器和混频器提供了工作频率。为保证可靠性，射频滤波器选用中心频率为2475MHz的声表面波滤波器。放大器的正常工作频带需要包含2450-2500MHz。混频器的射频输入为2450-2500MHz，如果要求中频输出为70MHz，则混频器的本振信号为2520-2570MHz。15l噪声系数系统噪声系数可以由级联系统的总噪声系数公式计算：从以上公式可以看出，

7、如果第一级LNA的增益足够大，则整机的噪声系数基本取决于第一级LNA的噪声系数。一中频选用设计的噪声系数仅为0.924的高增益LNA，其增益为15dB，驻波低至1.2，因此整机的噪声系数完全可满足NF≤5dB的指标。链路增益及噪声仿真参数如下图：图四链路增益及噪声仿真参数图l接收动态（-105~-20dBm）本方案设计中，使用了AGC（自动增益放大器），其增益范围为-2.5~42.5dB，两级AGC级联后增益最大可达70dB，由图各级增益计算后可以知道，-105dBm的射频信号进入链路中，输出功率可达-9.3dBm；当-20dBm的射频信号进入链路中，

8、AGC会降低增益，使输出保持为-1.7dBm（如图五），均满足指标要求。图五AGC增益特性及链