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1、实验十二:射频前端接收器（RFFront-endReceiver）**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、用实验模组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、信号发生器、低噪声放大器、中频放大器的理论知识。2．熟悉带通滤波器、变频器、信号发生器、低噪声放大器、中频放大器的设计的理论知识。三.实验设备:项次设备名称数量备注1MOTECHRF2000测量仪1套亦可用网络分析仪2接收器模组1套3微带天线1组RF2KM10-2A450
2、ΩBNC及1MΩBNC连接线4条CA-1,CA-2,CA-3,CA-45直流电源连接线1条DC-16MICROWAVE软件1套微波软件四.理论分析：基本结构说明:图12-1显示出[射频前端接收器]的基本电路结构。RFBPF1RFBPF1InjectFilterIFBPFBPULNAIFADOWNMIXERANTENNALO图12-1单变频结构射频前端接收器如图可见，射频前端接收器可分为天线(Antenna)、射频低噪声放大器(RFLowNoiseAmplifier,LNA)、下变频器(Down-Mixer,D
3、ownConverter)、中频滤波器(IntermidateFrequencyBandpassFilter,IFBPF)、本地振荡器(LocalOscillator,LO)。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混频后由中频滤波器将设计所要的部分(BasebandProcessingUnit、BPU)解调(Demodulation)出所需要的信号(MessageSignals).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(SingleCo
4、nversionconfiguration)。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变频为中频段(IntermidateFrequencyBand、IF)信号后再送入BPU，或是将BPU送出的I
5、F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来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(LocalOscillator)(八)中频放大器(IFAmplifier)主要设计参数:(一)接收灵敏度(ReceiverSensit
6、ivity)(式12-1)其中S——接收灵敏度K——1.38*10-23(Joul/°K),波尔兹曼常数(Boltzmann’sConstant)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)Fin1,由接收器各单级
7、的增益与噪声指数(NoiseFigure)造成.,(2)Fin2,由镜频噪声(ImageNoise)造成.(3)Fin3,由宽带的本地振荡调制噪声(WidebandLOAMNoise)造成.其计算公式如(式12-2)(式12-3)(式12-4)及(式12-5)所列.(式12-2)(式12-3)(式12-4)(式12-5)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)Fi'——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
8、，其Fi'=1.)Gj'——在镜象下的单级增益，G0'=1N——在接收器中,从接收端计算至混频器前的总单级数(即不包含混频器)PLO——本地振荡器的输出功率(dBm)WNsb——带频率上的相位噪声(dBc/Hz)Lsb——带通滤波器在旁带频率上的衰减值(dB)MHBsb——在旁带频率上的混频噪声均衡比(MixerNoiseBalance)T0——室温,290OKM——旁带频率的总个数NT——包含混频
