《能力拓展训练》报告-软件无线电中的射频电路设计方案

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1、武汉理工大学《能力拓展训练》报告摘要软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。功能的软件化实现势力要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理（A/D和D/A变换）尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件更新改变硬件配置结构，实现新的功能。软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，以利于硬件模块的不断升级和扩展。报告中着重介绍了软件无线电领域中有关射频电路设计方面。16武汉理工大学《能力拓展训练》报告AbstractThebas

2、icideaofsoftwaredefinedradioisageneric,standard,modularhardwareplatformasthebasis,throughsoftwareprogrammingtoimplementwirelessstationavarietyoffunctions,fromhardwarebased,foruseinradiodesignmethodofliberation.Thesoftwarerealizationforcesrequiredtoreducethesinglefunction,poorflexibilityofthehardwa

3、recircuit,especiallythereductionofsimulationlink,thedigitalprocessing(A/DandD/Atransform)asclosetotheantenna.Softwareradioarchitectureemphasizesopenandprogrammability,viasoftwareupdatechangeofhardwarestructure,realizethenewfunction.Softwareradiostandard,highperformanceopenbusstructure,inordertofac

4、ilitatethehardwaremoduleupgradeandexpansion.ThereportfocusesonsoftwareradioisintroducedinthefieldofRFcircuitdesign.16武汉理工大学《能力拓展训练》报告1.射频电路设计与性能指标1.1射频电路模块介绍射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式的在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形

5、成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100khz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频，英文缩写：RF。图1.1是射频前端收发电路。从图中可以看出一个典型的射频电路分为发射和接收两个部分。每个部分包括以下几个模块：开关（功率分配器）、低噪声放大器(LNA)、混频器(MIXER：降频器和升频器)、射频滤波器和本地振荡器，功率放大器(PA)、中频滤波器和中频放大器。图1.1射频发射与接收电路在发送信号时，从基带模块送出的模拟信号，经中

6、频放大、混频器中的升频器、功率放大器(PA)，然后再通过天线发送出去。通过天线接收进来的射频信号经滤波和低噪声放大器(LNA)放大后，与本地振荡器所产生的本地振荡信号经混频器混频(这里是降频器)，产生固定的中频信号IF，然后，经放大后送到基带部分。16武汉理工大学《能力拓展训练》报告典型的射频收发设备除了功耗、速度、成品率等性能要求外，还要面对噪声、线性范围、增益等指标。射频通信电路中的放大器包括接收机的低噪声小信号放大器和发射机的射频功率放大器。1.1.1低噪声放大器低噪声放大器(1ow-noiseamplifier，简称LNA)是射频接收机前端的主要部分。它主要有四个特点：首先，它位于

7、接收机的最前端，这就要求它的噪声越小越好。为了抑制后面各级噪声对系统的影响，还要求有一定的增益，但为了不使后面的混频器过载，产生非线性失真，它的增益又不宜过大。其次，它所接收的信号是很微弱的，所以低噪声放大器必定是一个小信号线性放大器，而且由于受传输路径的影响，信号的强弱又是变化的，在接收信号的同时又可能伴随许多强干扰信号混入，因此要求放大器有足够大的线性范围，而且增益最好是可调节的。第三，低噪声放大器一般通过传输线直接