【基于ADS软件的雷达接收机系统仿真分析案例2000字】

--9-基于ADS软件的雷达接收机系统仿真分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u19922基于ADS软件的雷达接收机系统仿真分析案例 1159011.1系统仿真的意义 1170671.2系统总体设计 231071.3系统模块仿真与分析 3256031.3.1频带选择性仿真 3211161.3.2信道选择性仿真 4112571.3.3系统增益预算仿真 5233541.3.4中频输出模型建立及仿真 7232921.3.5相位噪声模型建立与仿真 81.1系统仿真的意义接收机的系统级仿真是很有必要的，具有很强的试错性。如果在接收机整机的设计过程中因为某个部件或者模块因为不太合适，往往会导致整机的性能降低或者运作停止，此时便不得不检查器件，查出问题参数，重新设定，这样的研发周期会大大加长，使得研发效率变低。但是如果我们先从理论层面出发，在ADS软件中搭建接收机系统，不断的调整参数，不断的改变部件，使得理论层面上的接收机模型是成立的，甚至可能会找出最佳的搭配性能参数，这样可以大大保证了接收机的有良性能。在实际生活中，由于环境多变，并且实验次数有限，很难在仅有的机会中找出产品的最佳状态，从而浪费大量的人力财力。因此，运用计算机技术对装备进行设计仿真与性能评估，是目前也是未来的一个重要的手段。计算机仿真的次数是没有上限的，并且是可控的，可以多次修改以达到预期目的，具有很强的经济性和灵活性。1.2系统总体设计结合第二章的内容，并研究了几种接收机各自的优缺点，我们在此选用超外差式接收机作为研究对象进行系统仿真与设计仿真。给定参数如下：切比雪夫带通滤波器阶数：4中心频率：2140MHz3dB带宽：80MHz带外衰减：25dB通带波纹：0.1dB插入损耗：1dB低噪声信号放大器：这里增益我们设定为21dB，噪声系数大小设定为2dB。信号源(交流功率源)：端口为1，输出阻抗为50，功率方程：P=polar(dbmtow(RF_pwr).0)，变量RF_pwr，频率：变量RF_freqMHz。混频器：边带：LOWER，转换增益大小为10dB，噪声系数NF：13dB。本振：本振频率与应和输入信号频率一致。图3-1超外差式接收机的系统设计图1.3系统模块仿真与分析根据给定参数运用ADS仿真出了雷达接收机模型，但要对其关键的参数进行具体探讨分析。本节主要以超外差式接收机作为主要研究对象，通过分析频带的选择、信道的选取、系统增益的预算、中频输出、相位噪声等多个模块进行了仿真，最终验证了接收机的可行性。ADS软件就是由安捷伦公司开发的对于雷达接收机系统的建模与仿真软件。ADS是具有集成化、智能化的建模和模拟技术工作平台，与以往的模拟平台Simlink相比，另有时域电路模拟、频域电路模拟、三维电磁模拟、通信系统的模拟和数字信号处理模拟等技术设计，所以其综合性能很强大，对我们的仿真提供了很大的帮助。1.3.1频带选择性仿真当信号进入接收机以后首先要通过滤波器进行频带选择。其原理图如图3-2所示，结果图如3-3所示。图3-2频带选择性仿真模型图3-3频带选择性仿真结果结果如图分析：m1表示一个接收机在高频功率信号滤波器的中心频率(2.14GHz)处有最大的处理增益为20dB，即低噪声放大器的增益减去微波带通滤波器的插入损耗。m2表示在偏离中心频率70MHz处有25.583dB的衰减，符合技术指标。接收机在射频前端的接收带宽为6MHz，而且在一个通带内的波动不超过0.125dB。1.3.2信道选择性仿真接收机信道选择的原理图如3-4所示，结果图如图3-5所示。图3-4信道选择仿真模型原理图图3-5信道选择仿真结果由仿真结果我们可以清楚地看出，m1表示接收机在中心频率(2.14GHz)处的增益为96dB，m2表示在偏离中心频率9.5MHz处的衰减为35.915dB的衰减，符合技术指标。m3表示在偏离中心频率5MHz处约有36.914dB的衰减（临道抑制达到36.194dB），符合技术指标。通频带宽为4MHz，一般接收的信息都集中在离中心频率2MHz的范围内，因此不会导致接受到的信号产生较大的失真。而且通带内的波动不超过0.1dB。1.3.3系统增益预算仿真接收机系统增益预算仿真模型原理图如图3-6，结果图如图3-7。图3-6接收机增益预算增益仿真模型图3-7参数修改后接收机通道增益预算仿真结果Q通道结果分析：带通滤波器BPF1处，增益为-1dB，原因是滤波器有1dB的插入损耗。放大器AMP1处，增益为20dB。功率分配器PWR1处，增益为20dB，混频器MIX1处，增益为30dB，因为混频器有10dB的增益。在中频滤波器BPF2处，增益为30dB。中频放大器AMP2处，增益为96dB。因为放大器的66dB的增益。所以系统总的增益为96dB。I通道的仿真结果与上述结果相同。然后再将系统中变量控件参数G5修改为32dB，则结果如图3-8：图3-8接收机通道增益预算仿真结果可以看出，与上图相比，在不同的接收功率下，接收机有着不同的预算增益分配。1.3.4中频输出模型建立及仿真中频输出仿真模型原理图如图3-9所示，信号和中频信号的频谱图如图3-10所示。图3-9中频输出仿真模型图3-10信号和中频信号输出频谱图我们可以从仿真结果中看出，在2140MHz时，输入端的信号为-108.002dBm，与输入端的功率源输入功率一致。在318MHz时，中频输出端口的信号为-12dBm，这是由于接收机有96的增益。另外，在偏离中心输出频率处，可以看到信号为-343.616dBm，说明接收机的中频输出性能很好。1.3.5相位噪声模型建立与仿真