射频电路大作业设计报告-射频电路系统设计报告.doc

射频电路系统设计报告摘要超外差接收机是一种利用超外差原理的无线电接收机，1918年由美国无线电工程师阿姆斯特朗发明，1919年利用超外差原理制成超外差接收机，这种接收方式优于高频放大式接收，超外差原理是一种利用机器内一个可变的振荡器产生的电波和外来信号混合产生固定频率的中频信号，通常调幅无线电是450千赫兹或455千赫兹调频无线电是10.7MHZ。超外差接收机主要有前置放大器，可变振荡器，中频放大器和音频放大器几部分组成。接收机的输入信号往往十分微弱，早期的接收机采用多级高频放大器来放大接收信号，后来广泛采用的就是超外差接收机，主要依靠频率固定的中频放大器放大信号。超外差接收机容易得到足够大且比较稳定的放大量，具有较高的选择性和较好的频率特性并且容易调整。随着集成电路技术的发展，超外差接收机已经可以单片集成。并且已经推广应用到测量技术等方面。关键词；超外差 中频信号 中频放大器 第一节：关键技术指标 中心频率：24.5GHz 带宽：100 MHz 系统增益： 30 dB 中频频率：2.0375 GHz 滤波器带内波动：1 dB 滤波器带外抑制：60 dB200MHZ第二节：芯片选型 首先，前置放大器需选择中心频率在24-43.5Ghz的hmc1040放大器。微波带通滤波器采用5阶切比雪夫通带滤波器，中心频率为24.5GHz，通带波为0.1dB，插入损耗为-1dB,滤波器带外抑制要在60dB以内。其次对于两种混频器，由中心频率24.5GHZ，选择频率在24-40Ghz的hmc560A芯片。最后对于后置中频放大器选择频率在1.7-2.2Ghz的hmc457芯片。 第三节：系统级分析1. 射频前端电路参数设置微带带通滤波器：切比雪夫带通滤波器阶数5介，中心频率24.5Ghz，3dB带宽1Ghz，带外衰减60dB，阻带带宽1.2GHz，通带波纹1dB，插入损耗1dB。 低噪声放大器：增益25dB，噪声系数2.7dB。信号源：端口1，输出阻抗50ohm，功率方程：p=polar(dbmtow(-108),0)，频率24.5Ghz。2. 中频部分电路参数设置信道选择滤波器：切比雪夫带通滤波器阶数4介，中频频率2.0375Ghz，3dB带宽100Mhz，带外衰减60dB，阻带带宽1.2GHz，通带波纹1dB，插入损耗1dB。 中频放大器：增益25dB，噪声系数5dB。 滤波器3：切比雪夫带通滤波器阶数4介，中频频率2.0375Ghz，3dB带宽100Mhz，带外衰减60dB，阻带带宽1.2GHz，通带波纹1dB，插入损耗1dB。3. 混频器电路 混频器：边带lower，转换损耗10dB，NF为10dB。本振频率为26.5375GHZ，输出电压1V。保护电阻50 ohm 。第四节：噪声系数分析接收机的噪声系数直接影响接收机的灵敏度，是接收机的重要参数之一， IRE对噪声系数的定义为，对于选定频率的线性系统而言，噪声系数是两个噪声功率之比，即在输出端得到的单位带宽总噪声功率与输入频率上由终端产生的那部分噪声功率之比。由于各个模块的参数均为已知 , 通过计算可以得出系统总的噪声系数 , 三阶互调截点等。噪声系数定义为系统输入信噪功率比 (SNR) i =Pi/Ni与输出信噪功率比(SNR)o= Po/No 的比值 ,常用F表示。噪声系数表征了信号通过系统后,系统内部噪声造成信噪比恶化的程度。噪声系数常用NF(单位为dB)表示。根据噪声系数的级联式:F = F1 +(F2-1)/G1+(F3-1)/G1G2 (1)NF=10*lgF (2)可得出总体噪声F=2.11，换算单位后，得到NF=3.24dB。第五节：电路整体原理图由下图的S21仿真图的结果可知,距中心频率24.5GHz作100MHz内的增益明显大于30dB,距中心频率200MHz的带外抑制明显大于60dB,100MHZ的带内波动1dB。仿真符合系统要求 第六节：电路版图hmc457 版图 hmc1040 版图小结： 在本次实验中遇到了很多困难，特别是对DXP与ADS软件的功能不熟悉。因此多次麻烦老师，向老师请教了许多问题，也感谢老师在我多次询问时，不厌其烦的讲解。虽然有些问题比较幼稚，但是老师总是十分耐心。此次实验，也是对本学期课程的一个回顾与总结，实验中，芯片的选择十分重要，也是必不可少的一个步骤，实验刚开始的时候一直无法理解，但是参考了实验指导书，再加上老师的讲解，最终圆满完成了本次实验，这次实验也