实验三射频前端下变频器的测试

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1、实验三射频前端下变频器实验一、实验目的:1・了解射频前端接收器的基本电路结构与主要设计参数的计算.2.用实验模块的实际测量得以了解射频前端接收器的基本特性.二、预习内容：1.熟悉带通滤波器、变频器、锁相木振源、屮频滤波器的理论知识。2.熟悉带通滤波器、变频器、锁相本振源、中频滤波器的设计的理论知识。三、实验设备:项次设备名称数量备注1频谱仪1套2混频器、锁相本振源、滤波器1套3HD1252-2.4G扫频仪1套4SMB连接电缆线2条!i!、理论分析BPU如图可见，射频前端接收器可分为天线(Antenna)>

2、射频低噪声放大器(RFLowNoiseAmplifier,LNA)^下变频器(Down-Mixer,DownConverter)>中频滤波器(IntermidateFrequencyBandpassFilter,IFBPF)、本地振荡器(LocalOscillator,LO)0其工作原理是将发射端所发射的射频信号由天线接收后，经LNA将功率放大，再送入下变频器与LO混频后由屮频滤波器将设计所要的部分(BasebandProcessingUnit、BPU)解调(Demodulation)出所需要的信号(Me

3、ssageSignals).这类只经一个混频器上变频(或下变频)的电路构造称为单变频结构(SingleConversionconfiguration)0而在实际应用中也有双变频结构(DualConversionConfiguration),甚至多变频结构(Multi-conversionConfiguration),使用的时机视系统指标而定。因为BPU的处理频率有所限制(一般在500MHz以下)，所以需要利用变频器(Mixer)及频道振荡器(ChannelOscillator)将射频信号由射频前端接收器下

4、变频为屮频段(IntermidateFrequencyBand.IF)信号后再送入BPU,或是将BPU送出的IF信号用射频前端发射器上变频至射频段(RadioFrequencyBand>RF)信号经放大后再发射。本单元以单变频结构來说明一个射频前端接收器的各设计参数.(一)天线(Antenna)(二)射频接收滤波器(RF_BPF1)(三)射频低噪声放大器(LNA)(四)射频混频滤波器(RF_BPF2)(五)下变频器(DownMixer)(六)带通滤波器(Filter)(七)本地振荡嚣(LocalOscil

5、lator)(八)中频放大器(IFAmplifier*)主要设计参数：(_)接收灵敏度(ReceiverSensitivity)S=J许七八B/（SN傀）Z（式8-1）其中s——接收灵敏度K——1.38*10_23(JouV°K),波尔兹曼常数(Boltzmann^Constant)T——绝对温度(°K)=273・15+T(°C)Bw——系统的等效噪声频宽SNRd——在检波器输入端，系统要求的信噪比(Signal-to-noiseRatio)Zs系统阻抗(SystemImpedance)Ft总等效输入噪声

6、因子(NoiseFactor)而上述中，总等效输入噪声因子(NoiseFactor)则是由三大部分组成.(1)Fmi,由接收器各单级的增益与噪声指数(NoiseFigure)造成.，⑵Fin2,由镜频噪声(ImageNoise)造成.⑶”心由宽带的本地振荡调制噪声(WidebandLOAMNoise)造成.其计算公式如(式8-2)(式8-3)(式弘4)及(式8-5)所列.Ft=F沁+Fin2+Fin3（式8-2）GG（式8-3）1+£空片+口/=,riG，1./=0NT1gjncz%3=Zsb=]1010

7、00.Q7；•口G/j=i（式8-4）（式8-5）上列公式中变量说明如下：Fi第i单级的噪声因子(NoiseFactor)Gj——第i单级的增益(Gain)(G0=1)FT——在镜象频率下的单级噪声因子(对于因反射所造成的镜频衰减的单级，其Fi*=l.)Gjf——在镜象下的单级增益，G0*=1N——在接收器屮，从接收端计算至混频器前的总单级数(即不包含混频器)Plo一一本地振荡器的输出功率(dBm)WNsb——带通频率上的相位噪声(dBc/Hz)Lsb一一带通滤波器在旁带频率上的衰减值(dB)MHBsb—

8、—在旁带频率上的混频噪声均衡bt(MixerNoiseBalance)To——室温,290°KM——旁带频率的总个数Nt一一包含混频器在内，从接收端计算至混频器的总单级数五、设计实例：某接收系统如图示8-1所示，其各单级增益及噪声指数列于表中,单级编号单级名称单级增益Gn(dB)单级杂讯指数NFn(dB)单级杂讯因子Fn(linear)1RF-BPF1G1-2.5NF12.5Fl1.7782RFAMPG212NF23.5F22