一种短波接收机射频前端的研究

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短波通信的优点有很多:不需要中继站就可以进行远距离的通信,建设费用和维护费用低,设备复杂度低,电路易调,便于组网,使用起来有很大的灵活性,在战争和自然灾害中有很强的抗摧毁能力等等。这些优势,使得短波通信被广泛使用并沿用至今。随着通信系统数字化、网络化、业务综合化的发展,高兼容性、可靠性、网络互通性和强抗摧毁性,都成为我们对通信系统的要求。因此,短波接收机新技术的开发也成为当前研究一个热点,本文主要对一种短波频段的中频数字化接收机前端电路(模拟部分)进行了研究并提出了一套前端电路硬件实现的方案。本前端电路主要采用了一次混频和三级自动增益控制级联的结构,混频后的得到中频信号送入数字信号处理器进行后续处理。对于系统增益的分配,主要靠自动增益控制的级联来扩大动态范围。前两级增益控制电路位于射频级前端预选滤波器后,后一级作用于中频,三级级联的设计在理论上可以达到超过110dB的动态调节范围。接收机的射频接收范围覆盖短波频段的3~30MHz,中频频率选择为42.5MHz的高中频,相应的本振信号频率范围为45.5~72.5MHz。本论文主要工作如下:1、提出了前端电路的设计方案,即主要功能模块的设计和主要参数指标的分配,并在理论上论证了方案的可行性;2、设计了6组高性能的前端预选滤波器,提高了接收机对信号的选择过滤性能,降低了系统受外界杂散信号的干扰程度;3、设计了三级级联的自动增益控制系统的结构,分别实现了对射频级和中频级的增益控制,提高了接收机的动态范围的特性;4、完成了混频器和低通滤波器的设计并进行了仿真,混频器采用模拟乘法器芯片AD831及外围电路实现,滤波器采用椭圆函数型经典RC低通滤波器结构;5、完成了电路硬件系统的焊接和反复的调试,使用相关仪器设备对电路的多项性能指标进行测试,对遇到的问题进行了进行了分析并提出了一些改进的方案。测试的结果表明:该接收机基本达到设计的标准,本接收机具有较大的动态范围和较好的中频抑制度,噪声系数、灵敏度和频率分辨率等指标也符合设计要求,但中频输出平坦度和镜像抑制的效果还不够理想,有待改进。
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