无线电信息接收机.

1、无线电信息接收机发展动态无线电信息接收机发展动态1无线信道的基本特性无线信道的基本特性2无线接收机设计无线接收机设计3无线接收机中的部件无线接收机中的部件4无线接收机最新进展无线接收机最新进展5软件无线电发展动态软件无线电发展动态1数字中频技术数字中频技术2零中频技术零中频技术3案例分析案例分析4 ： lgRSSIKALR 无线信道基本特性无线信道基本特性1无线信道非线性效应无线信道非线性效应2案例分析案例分析3h(, t) s(t)r(t)n(t)21 hh 3/421一般取值为等效地球半径因子折射率随高度的变化率实际地球半径等效地球半径其中：KKdhdnRRdhdnRRKRRee为收发之间

2、的距离。为收发天线高度，其中：dhhdhhmmEEtr212/1212,22cos21为衰落深度频率、距离有关，分别和、关的因子，表示和地形、气候有其中：010/0/lg10)()(10)()(/PPFdNfMdNfMPPUrFr10/10FCBdfQAU移动无线传播面临的是随时变化的、复杂的环移动无线传播面临的是随时变化的、复杂的环境。境。首先，传播环境十分复杂，传播机理多种多样。首先，传播环境十分复杂，传播机理多种多样。几乎包括了电波传播的所有过程，如：直射、几乎包括了电波传播的所有过程，如：直射、绕射、反射、散射。绕射、反射、散射。其次，由于用户台的移动性，传播参数随时变其次，由于用户台

3、的移动性，传播参数随时变化，引起接收场强的快速波动。化，引起接收场强的快速波动。为此，提出大尺度传播模型和小尺度传播模型。为此，提出大尺度传播模型和小尺度传播模型。0)(cmT0)( fcfmcTf1)(0;21*0;212121);();(21);,()(ttccttctcEtdeffjcC2)()(0t)( tCdcBt1)(t0)(CSdBct)(0*0);();(21);()(ffCCttfCtfCEtfttdetStjCC2)()(q 其它模型其它模型l HataHata模型的模型的PCSPCS扩展扩展l WalfishBertoniWalfishBertoni模型模型l 宽带宽带P

4、CSPCS微蜂窝模型微蜂窝模型的正态随机变量表示标准偏差为为路径损耗指数，其中：XnXddndPLdBPL)log(10)()(00),()()(thtxty51501ccBB或，/vfmmcmcmcfTfTfT423. 0169,1或，或0, 00),2exp()(222rrrrrp。为特定电平的归一化值其中：,22efNmRq 平均衰落时段：平均衰落时段：接收信号低于某指定电接收信号低于某指定电平平R的平均时间段的值。的平均时间段的值。表示为：表示为：212mfe)()exp()()exp()(2211tjtjthb( )( )cos( )sinRe( )( )Re ( )cccIcQcj

5、tjtIQjts ts ttstts t ejst es t e ( )Re ( )cjtr tr t en t 8226F222323 10()350 10L =-10log=-10log=83.3dB(4) d(4)(1 10 )muA(350MHz(1km)16dBAREAG3dBteteh30G(h )=20log()=20log()=-46dB200200rereh1.7G(h )=10log()=10log()=-2.5dB3350FmutereAREAL (dB)=L +A(f,d)-G(h )-G(h )-G=83.3dB+16dB-(-46dB)-(-2.5dB)-3dB=1

6、44.8dBr50rP (d)=EIPR(dBm)-L (dB)+G (dB)=30dBm-144.8dB+2dB=-112.8dBmS=-174+5+10lg(10103)+10=-119dBm接收机指标分析及测试接收机指标分析及测试1案例分析案例分析3高线性动态接收机设计方法高线性动态接收机设计方法224nVkTBR1010dBm10log10logAPkTB1ooiiNSNSF输出端信噪比输入端信噪比oiNFGNdBdBdBoiNNFGNiNkTB1aoNNGkTBFGkTBoNFGkTB2121121211ooNNFFFG kTBGG kTBG312111212111nnFFFFFGG

7、GGGGminSNPDkTF B231.38 10J/Kmin17410lg10lg10lg(dBm)SNPDFB ,111dBin dBdBPPG31 2sinIPRP 3323IPPIMin171 10lg10lgNMDSFB 332uMSDPIP3123uPMDSIPL310210log171 dBm3uSFDRPPIPNFB RF1dBDRPMDS |( ,1,2,)pqLsIfpfqffF p q 1sIpffqpIKLpfffqq0,1pqKIff1,1pqKLIfffLfKfsfIfIff镜像干扰本振信号有用信号 33244cos33()cos22iiiLLSLSiiIta Va

8、 VVa V Vt 001120022(cos1cos)cos2sSSSksif Vf V mtfV V mtt 2002201122011cos2cos12SkfSkfV V mtKf V mtmfVmf干扰信号所转移的调制有用信号调制 121212122121221221coscoscos()cos() 3cos(2)43cos(2)4ssssssssssssssssiftftf V VttfV VtfV Vt .3121)0(332210 2 vavavaavfvfvffiReceiverGainAGCPin(dBm)0-20-60-40-80-100-120Pout(dBm)0-5-1

9、5-10-20高增益高增益低增益输入动态范围输出动态范围输出动态范围输入信号功率基带处理基带处理CaVeKP1CaVioeKVV121lnVaV22( )()( )(ln)crroVF s VVF s VK VicoVKaVV1lnlniocVKVaV1lnln21ln)(ln)(ln)(1 lnKsaFKVsaFVsaFVriorioVsaFVsaFV)(ln)(1 lnooVV10log3 . 2lnoooVVV115. 0203 . 2ln)(1)(7 . 8)(1saFVsaFsaFeerio)0(1aFeeio1/)(BsKsFaKeeio1aKaKVaKeerio1655. 811

10、)1 (11aKBsBsaKeeioMLaKB)1 (aCsaVaCssseserio6 . 8)()(CVterot6 . 8)(limFVVVorc)(iiiiiodVdPVPPVdVddVdV)(iocioocciccidVdVFdVdPdVdVdVdVdVdPdVdVdVdPdVdP)(PdVdPFVdVdVciio)1 (1)1 (ciiioodVdPFVVdVVdVcidVdPVsFL)(iVsKLssVViii)(iiooKVssVV)(tKViooietVV)(TRVVsceII/ToVVscsiieIIRVI/ssiToIRVVVlnVGA可变增益放大器可变增益放大器AGC设

11、计设计VGA可变增益放大器可变增益放大器dBNNS12)(系统线性度指标系统线性度指标11112,123.1.ninnGGGGGIPIPIPIPIPLGIPIPin,3系统总噪声系数计算及灵敏度指标系统总噪声系数计算及灵敏度指标321112121111.nnFFFFFGGGGGGMDSPdBDRdBin1 ,)(3210log171953SFDRIPNFBdBmdB3211200.02792MHzHzFETFETFETFET输入输入匹配匹配输入输入匹配匹配输入输入匹配匹配输入输入匹配匹配RF RF 输入输入NFNF= =1 1. .2 2dBdB; ;IPIP3 3=+=+4242dBmdBm

12、G G= =1818dB dB ; ;P P1 1dBdB=+=+2323dBm dBm FETFET参数参数: :前端预选器与系统中的滤波器实现前端预选器与系统中的滤波器实现图图6 6- -5 5 预选器滤波器组结构预选器滤波器组结构2-3MHz3-5MHz5-8MHz8-13MHz20-30MHz13-20MHz单刀六掷开关单刀六掷开关HITTITEHITTITE公司公司HMCHMC252252QSQS2424DCDC3 3GHzGHzL L0 0. .8 8dBdBIPIP3 34646dBmdBmDDSDDS2 2TXCOTXCO120120MHZMHZDDSDDS1 1MCUMCUF

13、cFc= =4040MHzMHz* *2 2倍频器倍频器FoFo= =6565MHzMHzBWBW= =1515MHzMHzAMPAMP. .衰减器衰减器LoLo. .1 1 + +1010dBmdBmstepstep= =1010KHzKHz5050. .8 87878. .8 8MHzMHz2525. .4 43939. .9 9MHzMHz衰减器衰减器AMPAMP. .FcFc= =4040MHzMHzLoLo. .2 2 + +1010dBmdBmstepstep= =1 11010HzHzfofo= =3838. .1 1MHzMHzTXCOTXCO1010. .245245MHZM

14、HZAMPAMP. .衰减器衰减器LoLo. .3 3 + +1010dBmdBmfofo= =1010. .245245MHzMHz混频器设计混频器设计1LNA和限幅器设计和限幅器设计2VGA设计设计3对数中放设计对数中放设计4AFC设计设计6案例分析案例分析8单脉冲雷达接收机单脉冲雷达接收机7AGC设计设计522minoptopt()()nsssRFFGGBBG2minopt1212uncnccnGFRGGRGGR optcBB 2optucnGGGR222112212212111221222122111211SSkSSSSSSSS11221221S SS S2minoptnssRFFYY

15、G2minoptnssGFFZZRoptopt0opt11YY2soptmin220sopt411nRFFZ1221in11221LLS SSS1221out22111SSS SSS*12211111222211LLSLLS SSSSS *12212222111111SSLSLS SSSSS 2*111MS1111422CBBCCC*11122CSS222122111SSB 2*222ML2221422CBBCCC*22211CSS222211221SSB ML1221*MS11ML221S SSSMS1221*ML22MS111S SSSo11o1inLVKVVVin1iain1ia()()

16、VVVVoinlgVkVini1omLVK VVmVini11lglgVmKVinoi1lglgLVVVKVoininoooioinoilg()()aaabbVKVVVVVVVVVViniiainiiniabbVVVVVVVoin/1ddadKKKVVKiniiiniiniaabbVVVVVVV1ininaV KV1inoooilg()naaaV KVVVV2ininaV KV2inooilg()naaaV KVVV2inoinoiooooi()lg()()nbbaabaaV KVVVVVVVVV3inoooooilg()2()naabaaV KVVVVVVinoooooilg()(1)()n

17、 maabaaV KVVVmVVV21oinininin21in()()nnDnnDVKKVK VKVK VK VKKKKi1o1221/1111()nLDLDLnnVVKVK VK VKKKK1i2o122/1112()nLDLDLnVVKVK VK VKKK1io12/111()n mmLDLDLn mVVKVmK VK VKKKinon/LDLVVKVnK V1i1lg()lgnmLV KmKV1io2111lg()()lgnmDLmn mLV KK VVKVKKK1inini1/nLnLVVKDRKVVK111dtB1dtLC LC1/ddLCttnWLRCoHioiL(1)1VKVV

18、VV iLHiLH/VVKVVKoHiL(1)n mVKVmVLHi11H/(1)nVKVKLo1LHVVVKLHi2Hi12H/(1)(1)nVKVKVKLo2Lo1LH2VVVVVK1LHiHi1H/(1)(1)mmn mVKVKVKLoLo1LH(1)mVVmVVmVK1LiHi1H(1)nnVVKVKLoLo1LH(1)nVVnVVnVKLi1HH1H(1)(1)nniVVKKVKLo1Lo1LH(1)nVVnVVmVKiHi111lg()lg(1)mVmKV iLoo1Hi1lg()lg(1)mmVVVVKVLHLi11HH/(1)(1)nnVKVVKKLo1LLHVVVVKi1Hi

19、1L(1)nnVKVVo1o1LL(1)nVVnVnVin 1inHi1(1)nVDRKV1inHH1(dB)20lg(1)20lgnDRKKnH1Ko1Loo1L(1)1nVnVDRnVV1iHi1(1)mxVKV 1oHi1L(1)mxeVKVmV 1LoHo1HLLLHLHlg(1)lg(1)(1)1mxeVVKVKVmx VVKVmxK 1oooHi1LH1(1)()mxetVVVKVVxK Li1H/11lglg(1)lg(1)HVVxmKK od()0dVxHomaxLHHH111lglg(1)lg(1)KVVKKKHomaxHHHmaxHoHHH111lglg(1)lg(1)11

20、lglg(1)lg(1)tKVKKKKVmKKK442OACEIII L14222OAPOAPIVRIR44e4C mCPPVIRI P e4ibee42( 56)1mIVrIRR ie4be2/(1)56mVIrRRi4be2/(1)5mPC mV RVrR4Hibe2/(1)5C mPmVRKVrRbe12(/(1)2)PLRKrRe2o1L2nPIVVRoe22EIIe22oBII22DEke22d/d2DEeke21 1eAe2DDEkeE2ddDEke1eCaVpGKoi1eCaVVVK21lnVaV 222olnlnCrrrVF sVVF sVaVF sVaK Vo1io1ilnl

21、nlnlnCCVaVKVaVVKV 22oi12ln1lnlnrVa F sVKa F s KaF s V212lnKa K010oln2.3lgVV o228.711riaF s Veea F sa F s io210eea Fio221111SeBeSa KBa K等强信号方向0图11 振幅定向法单脉冲雷达测角等强信号方向天线11RR2Rl图 12 相位定向法单脉冲雷达测角混频器对数中频放大器检波器本振减法电路混频器对数中频放大器检波器2( )f1( )f( )s图13 振幅角度鉴别器方框图自适应天线自适应天线1分集技术分集技术2软件无线电软件无线电3案例分析案例分析41122sinsin

22、sinsincossincossin02222iqiqddddWWWW1122sinsinsinsincossincossin02222qiqiddddWWWW1122sinsinsinsincossincossin12222iqiqddddWWWW1122sinsinsinsincossincossin02222qiqiddddWWWWout12expj( sin )/2exp j( sin )/2SW sdW sdout12expj( sin )/2exp j( sin )/2NW ndW nd111iqWWjW1sin( sin )/2cos( sin )/22sin (sinsin )

23、/2idjdWd 1exp( sin )/22sin (sinsin )/2qjj dWd 222iqWWjW2sin( sin )/2cos( sin )/22sin (sinsin )/2idjdWd 2exp( sin )/22sin (sinsin )/2qjj dWd5.2 分集技术分集技术分集方式采用什么途径接收分集信号？采用什么途径接收分集信号？q空间分集：不同天线的接收信号相互独立；空间分集：不同天线的接收信号相互独立；q极化分集：水平极化和垂直极化极化分集：水平极化和垂直极化的信号相互的信号相互独独立立；q频率分集：不同频率频率分集：不同频率的的接收信号相互独立；接收信号相互独立；q时间分集时间分集：不同时间的接收信号相互独立。：不同时间的接收信号相互独立。合并方式从分集信号中以什么方式作为输出？从分集信号中以什么方式作为输出？q选择选择式式合并合并：选择最好的支路作为输出，其它支：选择最好的支路作为