微波接收机的设计说明

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1、....微波接收机的设计学院：XXXX学院姓名：XXX班级：XXXXXXXXXX学号：XXXXXXXXXX专业资料....摘要：微波接收机通过接收被观测场景辐射的微波能量来探测目标的特性，其合理设计是微波遥感探测定量化应用的基础。本文对微波接收机的设计方案和步骤进行了论述，简要设计了一个全功率超外差型微波接收机系统。关键词：微波接收机增益微波接收机的基本功能就是从天线接收到的随机信号中提取出比接收机内部噪声低很多的表征背景目标特性的微波辐射信号。微波接收机必须保证系统的频率、带宽、测温灵敏度、积分时间、线性相关系数和增益稳定度等

2、参数，因此接收机的精心设计和研制是保证整机性能指标实现的一大关键。接收机的功能有：1把从天线传入的微弱信号放大转换为A/D采样器所需的电平。2把目标信号从噪声和干扰信号中滤出。3将天线接收的射频信号下变频，降低A/D的采样频率。4AGC控制。一、接收机关键参数的确定1.接收机量化噪声、量化信噪比及最大最小增益的计算接收机的输入信号有很大的动态范围，确定接收机的放大倍数时，通常会放大接收机的增益，将最小的输入信号也能足够放大，而在大信号输入时，利用可变衰减器可以降低增益。接收机的最大增益取决于最小输入信号Prmin，等效噪声输入功

3、率Pni和A/D的量化噪声性能。对于一个幅度与最大电平匹配的正弦波，电压在负载R上的时间平均功率是Pmax，也就是A/D的最大允许输入功率，即放大器的最大输出功率Pomax。量化噪声是实际信号值和量化噪声值之间的误差，是一个分层电平之间随机的值，平均量化噪声功率为：PomaxNb=2N−3=PomaxdBm−32N−3dB−11dB(1)2∙12其中，N为A/D的分辨率。假定输入A/D的信号中没有噪声，最大信号是Pomax，这时的量化信噪比最大，可表示为Pomax32NSNR==∙2(2)Nb2用分贝表示为SNR=6N+1.76

4、(dB)(3)可见量化信噪比可以通过提高N来改善。对于N=8位的A/D量化信噪比约为50dB。当输入信号小时，量化信噪比也相应减小，对于最小信号Pomin输入的情况，专业资料....量化信噪比也最小，可表示为PominSNR==PomindBm−PomaxdBm+3∙2N−3dB+11dB(4)Nb因为有Pomin=Prmin∙Gmax(5)因此可以确定接收机最大增益了。可分两种情况来确定：情况一：接收机输入端最小信号（Prmin）小于等效输入噪声（Pni）这种情况下，如果为了提高A/D的量化信噪比而提高接收机增益，就会使接收机

5、的输出噪声功率增大，超过A/D的动态范围。所以，确定接收机最大增益的原则是：接收机的噪声输出电平（Pno）比A/D的最大允许输入电平小3dB，这样就可以得到1Pno=Pni∙Gmax≤Pomax(6)2写成分贝的形式就有Gmax≤Pomax−Pni−3dB(7)对最小输入信号，接收机的输出就是Gmax∙Prmin，若按(4)计算的量化信噪比达不到30dB，就需要加大A/D的位数来减小量化电平，提高量化信噪比。情况二：接收机输入端最小信号（Prmin）大于等效输入噪声的情况。这种情况下，Gmax可以大一些以保证信号经过A/D之后有

6、足够高的量化信噪比，一般达到30dB就可以了。根据式4−(5)可得Gmax=Pomin−Prmin=30dB+PomaxdBm−3∙2N−3dB−11dB−Prmin(8)确定接收机最小增益的原则就是将接收机的最大输入信号放大到A/D的最大允许输入电平，写成分贝的形式就是Gmin=PomaxdBm−PrmaxdBmdB(9)2.接收机的一般结构接收机的一般结构如图1所示。可主要分为三级：1LNA（低噪声放大器）级：决定系统的噪声性能。2MIX（混频器）级：数控衰减器的作用是在大信号输入时进行衰减，降低系统的增益，防止后级饱和。3

7、IF（中频）级：二次变频的作用是防止在同一频率上增益太高，放大器可能自激，导致系统不能稳定工作，当系统总增益小于90dB时，一次变频就可以了。专业资料....图1接收机的一般结构3.滤波器的考虑1射频滤波可以放在LNA的前面，主要作用是滤除杂波和干扰信号。一般来说滤波带宽比信号带宽宽得多，这样也容易研制。2紧跟在LNA后面的滤波器主要是滤除镜像频率，一般带宽也可以比信号带宽宽很多，利于研制。3中频频率也就是混频器以后的滤波器的作用是抑制混频器产生的多种不需要的变频频率分量。频带比较窄，与信号的频带相匹配，因此也滤除了信号频带外的

8、噪声。系统噪声带宽由它决定。4.接收机噪声系数和噪声温度噪声系数是表征一个部件（如放大器、混频器、传输线或整个接收机）内部噪声大小的一个物理量。当一个噪声通过一个部件或系统时，由于该部件或系统本身存在噪声，使得该部件输出端口的信噪比相对输入端口有所下降，部件的噪