【摘要】：利用軟件無線電的思想,開發(fā)一種只需要通過軟件設(shè)置便能實(shí)現(xiàn)多頻段和多功能的無線通信設(shè)備,對戰(zhàn)場上各軍兵種、各部門之間的互聯(lián)互通通信具有十分重要的意義。軟件無線電通信平臺的設(shè)計(jì)理念是盡可能靠近天線射頻端對模擬信號進(jìn)行采樣和A/D轉(zhuǎn)換后,再由數(shù)字信號處理平臺完成所有的通信功能處理。但在現(xiàn)階段,受到寬帶A/D轉(zhuǎn)換芯片和抗混疊濾波器的制造工藝水平和運(yùn)算能力的限制,短波數(shù)字化通信在射頻端直接采樣達(dá)不到所要求的靈敏度,因此,在實(shí)際應(yīng)用中采用的方案是在模擬信道混頻后對產(chǎn)生的中頻信號進(jìn)行A/D變換,然后給后續(xù)的數(shù)字信號處理鏈路進(jìn)行處理,最終完成短波接收功能。本論文設(shè)計(jì)的射頻模擬混頻電路用于短波中頻數(shù)字化通信平臺中,實(shí)現(xiàn)短波通信中射頻信號接收、激勵(lì)信號產(chǎn)生、故障自檢等功能。該射頻電路是模擬信道中較為關(guān)鍵的組成部分,電臺的許多技術(shù)指標(biāo)都和它密切相關(guān)。本論文設(shè)計(jì)的射頻電路主要在性能上提高射頻接收電路靈敏度及擴(kuò)展其動(dòng)態(tài)范圍。本論文主要研究了射頻收發(fā)通道中的模擬混頻及放大、濾波等電路的設(shè)計(jì)方案和原理。在電路設(shè)計(jì)方面,分別給出了接收電路、AGC控制電路、激勵(lì)電路、自檢電路和收發(fā)轉(zhuǎn)換電路等主要功能電路的詳細(xì)原理設(shè)計(jì)。論文設(shè)計(jì)的射頻電路工作在短波波段(2MHz~30MHz),接收功能電路采用新型低噪聲放大器和窄帶晶體濾波器,使接收電路的噪聲系數(shù)為12左右,使接收電路的靈敏度指標(biāo)可達(dá)-113dBm。引入AGC控制電路可使接收電路的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到80dB。激勵(lì)功能電路將中頻數(shù)字化處理平臺輸入的中頻信號,經(jīng)濾波、放大、混頻等處理以后,輸出射頻激勵(lì)信號,提供給后端的短波功放進(jìn)行功率放大,發(fā)激勵(lì)輸出信號功率為7dBm土2dB。帶內(nèi)互調(diào)指標(biāo)可達(dá)-53dB。在電路設(shè)計(jì)前期進(jìn)行理論可行性分析、選定電路方案、設(shè)計(jì)電路原理、元器件選型或根據(jù)電路設(shè)計(jì)需要定制相關(guān)器件,及合理的PCB設(shè)計(jì)及等工作的進(jìn)行,是論文工作順利展開的保證。通過對裝配好的射頻電路進(jìn)行測試,結(jié)果表明本射頻電路的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足中頻數(shù)字化平臺的接口指標(biāo)要求。最后對本電路進(jìn)行故障模式影響分析,從而發(fā)現(xiàn)本電路在生產(chǎn)應(yīng)用中容易發(fā)生的故障及其危害程度,提高其可生產(chǎn)性。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN702
【圖文】：

第三章 射頻電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.5.1 射頻電路 PCB 元器件布局本論文在研制過程中的 PCB 設(shè)計(jì)歷經(jīng)兩次改版，兩次改版的主要原因均是因?yàn)?AGC 控制電路原理設(shè)計(jì)存在缺陷，使 AGC 控制功能無法正常實(shí)現(xiàn)，所以對 AGC控制電路原理進(jìn)行了改進(jìn)，其次是 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)某些元器件布局、布線或接地的處理不合理導(dǎo)致在低噪聲放大器（N5）輸入端產(chǎn)生了不該有的干擾，使接收信道產(chǎn)生了自激現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了射頻電路的接收性能，因此在改進(jìn) AGC 控制電路原理的同時(shí)，也對 PCB 的元器件布局、布線和接地重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)好的第三版射頻電路印制板正面元器件布局如圖 3-12 所示。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文大器 N5（PCB 板正面左下角位置）與收末級晶體管放大器 V38（PCB 板背面左上角位置）基本上分布在 PCB 板對角線的兩端，避免了大功率信號回授到小信號輸入端，造成自激現(xiàn)象；也使收發(fā)信號通道的接地盡量靠近螺釘孔與單元盒的屏蔽地連接良好，能有效的避免各種干擾，提高射頻電路的接收和發(fā)射性能。電源電路(含收發(fā)控制電路)中的元器件（N1、K2 等）分布在 PCB 板正面的右下角，與接收電路輸入端（XS1、V1、V2 等）的小信號遠(yuǎn)離，避免接收的小信號受到電源干擾。AGC 控制電路（N7）和自檢電路(N10、N11)則分布在 PCB 板的中間位置。為印制板安裝方便，所有分立元器件及連接器均安裝在 PCB 板的正面，大部分表貼元器件則安裝在 PCB 板的背面。印制板背面元器件布局如圖 3-13 所示。

因此 PCB 板的接地方式應(yīng)選用多點(diǎn)接地技術(shù)以使射頻電流返回路徑的接地阻抗最小。最簡單的接地方法為分別在印制板的正面和背面用大面積填充的方式鋪上整塊的屏蔽地，使其通過螺釘孔與單元盒連接，這樣可以起到良好的屏蔽效果，也方便各表貼元器件的接地管腳就近直接與地相接。為加強(qiáng)屏蔽效果，小信號處理電路（混頻器 N4 前端電路）周圍可添加接地的過孔使印制板正面和背面的地接觸良好。而放大器電路則布整塊的地，盡量減少過孔。為防止地上的干擾通過傳導(dǎo)進(jìn)入到低噪聲放大器 N5 的輸入端，需將其附近的接地螺釘孔與印制板上的屏蔽地用 Keep-out Layer 層的走線進(jìn)行隔離，以避免自激現(xiàn)象的發(fā)生。為保證走線的布通率及為防止走線間的相互干擾而必須遵循的低密度走線原則，本射頻電路的 PCB 板最終設(shè)計(jì)為六層印制板。印制板的 Top Layer 層和 BottomLayer 層主要是大面積鋪地的屏蔽地層，和在不破壞地層完整性的條件下走的少量信號線。因部分金屬封裝的元器件其外殼金屬與其接地管腳直接相連，所以在布線時(shí)需注意信號線在經(jīng)過這些元器件時(shí)不能走在印制板的正面，以避免信號線與元器件外殼相接導(dǎo)致其接地。印制板正面布線情況如圖 3-15 所示。

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本文編號：2796508