射频通信电路课件.ppt

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1、第二章无线通信收发系统结构(书中第四章)电子科技大学蔡竟业无线通信系统基本模型信源发信机收信机信宿信道媒介干扰噪声信道机发射端接收端无线发信系统基本结构无线收信系统基本结构调制中放/变频功放模拟电路（RF）待发基带信号(BB)发射天线解调中放/变频放大/选频模拟电路（RF）输出基带信号(BB)接收天线无线通信系统基本模型发送系统任务是完成基带信号对载波的调制，并将其变频至特定的通信频段，再以足够的功率有效地发射出去。RF系统主要性能指标RF发送系统主要性能指标频谱纯度：减少它对相邻信道的干扰发射功率：保证特定通信距离系统效率：减少系统功耗接收系统任务是是从众多电磁波中选出有用信号

2、，经变频、放大后解调出基带信号。对于单机收发系统，当共用天线时，收发信道必须有良好的隔离度。选择性；减少其相邻信道的干扰灵敏度；保证特定通信距离和正确解调。无线通信系统设计中关键技术问题（1）选用合适的调制方式与解调措施;（2）足够的选择性与灵敏度;（3）高效率功率放大器;（4）发射信号的优良频谱纯度(特性);（5）良好的天线效率;（6）天线及收发信道间隔离度。RF接收系统主要性能指标&2.1无线接收系统无线接收系统设计考虑选择性考虑1.选出有用信号(较容易);2.抑制干扰和无用信号(困难)。900MHzGSM通信，信道间隔200KHz，要求选频滤波器要有较高Q值。若中频选取不当，

3、很难抑制镜像干扰！DesiredSignalChannel灵敏度考虑1.接收微弱信号的能力;2.线性动态范围。空间信号不但微弱，而且路径多样性，其信号大小起伏变化。超外差式接收机单次变频超外差式接收机两次变频超外差式接收机零中频接收机低中频接收机镜频抑制接收机全数字接收机无线接收系统结构LNA本振(LO)BPF(2)IFAmpBPF(3)解调BPF(1)BPF1作频带选择,BPF2作信道选择,实现二者分离;合理分配系统增益,放大器稳定性好.3.适用于信号载频远高于中频频率的情况;4.在较低固定中频上放大，ADC和解调较容易。单次变频超外差式接收机特点单次变频超外差式接收机缺点1.镜

4、像干扰;选择IF>B/2和镜像抑制滤波器;2.组合干扰;减小混频器非线性为主-寄生通道干扰;3.存在选择性和灵敏度之间矛盾.单次变频超外差式接收机LNA本振(LO)BPF(2)IFAmpBPF(3)解调BPF(1)例：GSM下行频段935-960MHz，若选fIF=10MHz，试确定本振频率及干扰镜频范围。低本振情况解：高本振情况fRF位于频段低端，fim位于频段内高端。fRF位于频段高端，fim位于频段内低端。从上可见,若选择fIF=10MHz,无论选择高本振或低本振时,fim都位于有用信道之内,无法用BPF1滤掉,成为干扰信号。若增大fIF至70MHz，则采用高本振或低本振，镜

5、频都不会进入通信频段，故可用BPF1滤除掉,从而消除镜频干扰。二次变频超外差式接收机LNA本振1(LO1)BPF(2)IF1Amp(1)BPF(3)解调BPF(1)本振2(LO2)IF2Amp(2)课堂练习：推导镜频范围高第一中频有利于镜频抑制，有好的信道选择性;低第二中频有利于IFA的稳定性和降低对解调器的要求。二次变频超外差式接收机特点第一中频ωIF1尽量高以便于抑制镜像干扰。第二中频ωIF2尽量低以便于抑制邻道干扰和降低解调器难度。信道增益的大部分由IFA2完成。二次变频超外差式接收机设计原则ωLO=ωRF，从而将调制的RF信号直接变频到基带信号，不存在镜像干扰。零中频(直接

6、下变频)接收机BPFLNA本振π/2LPFLPF限幅检测限幅检测零中频(直接下变频)接收机特点（1）集成化（2）无镜频干扰（1）信道间隔离度差(频率窜透)ωRF=ωLO，大功率本振信号向天线端窜透，对附近邻信道通信造成干扰;混频器各端口信号间相互窜透-自混频,造成输出信号直流漂移。零中频(直接下变频)接收机缺点（2）要求ωLO与ωRF同频，且彼此之间的相位关系固定，从而需要载波提取与锁相同步。（3）混频器应有较高的线性度。（4）端口间隔离度要求高。一种改进方案(宽带零中频接收机)借鉴二次外差式接收机抑制干扰能力强的特点，对零中频接收方案的改进,应用AFG（本振自锁相）克服了直流漂移

7、问题。BPFLNA本振2(LO2)π/2LPFLPFADCADC本振1(LO1)LPF另一种改进方案-低中频接收机LNA本振(LO)BPF(2)LFAmpBPF(3)解调BPF(1)镜频抑制接收机Hartley镜频抑制接收机BPFLNA本振π/2BPF2BPF2π/2实现镜频抑制的设计要求利用带通信号移相π/2(Hilbert变换的正交滤波)特性,实现镜频抑制。（1）两条变频支路特性完全一致(信号幅度、增益、时延特性等);（2）两条变频支路输出信号精确正交(参见pp1