基于無線通信技術(shù)的低中頻接收機設(shè)計與應(yīng)用

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1、基于無線通信技術(shù)的低中頻接收機設(shè)計與應(yīng)用廣州市匯源通信建設(shè)監(jiān)理有限公司510000摘要：人類正式進入到信息時代，科學技術(shù)已經(jīng)成為人們生產(chǎn)、生活中必不可少的一部分，其中無線通信技術(shù)，在人們信息溝通和交流等方面發(fā)揮著積極作用，且在氣象站、智能家居等方面得到了廣泛應(yīng)用。木文將結(jié)合無線通信技術(shù)概念及特點，選擇其中的sub-GHz技術(shù)作為技術(shù)，探討低中頻接收機的設(shè)計及應(yīng)用。關(guān)鍵詞：無線通信技術(shù)；低中頻接收機；設(shè)計及應(yīng)用前言：近年來，在WiFi、ZigBee等技術(shù)的支持下，低中頻協(xié)議獲得了更多發(fā)展機遇。但隨著人們多元、個性需求H漸提升，對低中頻

2、接收機提出了更高要求。因此加強對無線通信技術(shù)下低中頻接收機設(shè)計及應(yīng)用的研宄具有非常重要的現(xiàn)實意義。無線通信技術(shù)概述所謂無線通信技術(shù)，是指利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性，進行信息溝通和交流的一種通信方式。其中sub-GHz技術(shù)作為無線通信技術(shù)的一部分，具有低干擾、低功耗等特點。相比較傳統(tǒng)低中頻來看，sub-GHz無線傳輸在應(yīng)用中的優(yōu)勢更加突出。由于無線電波穿越障礙物時，信號不斷被削弱，信號衰減會隨著頻率的增加而越發(fā)明顯。因此傳統(tǒng)傳輸信號袞減速度非?？?。另外，無線傳輸信號在大密度表面反射作用下，衰減速度也會有所增加，進而影響信號質(zhì)

3、量。在無線傳輸路徑當中，對于信號路徑損耗計算公式如下：PathLoss=20*log其中d代表的是傳輸距離，λ代表的是波長。經(jīng)過計算，我們能夠發(fā)現(xiàn)，sub-GHz傳輸信號質(zhì)量較高，要比傳統(tǒng)的通信技術(shù)高8.5dB[l]。就當前技術(shù)發(fā)展水平來看，sub-GHz技術(shù)是最佳選擇，能夠在很大程度上提升低中頻接收機運行效果，從而為相關(guān)領(lǐng)域提供更多支持?；跓o線通信技術(shù)的低中頻接收機設(shè)計與應(yīng)用對低中頻接收機的設(shè)計是一項非常復(fù)雜、系統(tǒng)的工作，在具體設(shè)計中，本文主要從接收機構(gòu)造入手，將無線通信技術(shù)與各個環(huán)節(jié)相融合，以此來實現(xiàn)對接收機的設(shè)

4、計0標。2.1低噪聲放大器設(shè)計就低中頻接收機整體結(jié)構(gòu)來說，低噪聲放大器是接收機的首要環(huán)節(jié)，蘇通過向系統(tǒng)提供足夠的增益，降低后續(xù)電路、混頻器等設(shè)備的噪聲，從而確保通信質(zhì)量達到目標。出于穩(wěn)定性等因素的考慮，本文對于低噪聲放人器的設(shè)計主要采取兩個方式：一是窄寬方式；二是雙頻段方式。前者可以應(yīng)用于400MHz低中頻接收機當中，以此來滿足接收機性能需求。具體性能指標如表1。由于低噪聲放人器是接收機的第一級電路，其噪盧高低會對接收機通信質(zhì)量產(chǎn)生不可忽視的影響。因此噪聲越小越好。通過對下表性能指標的觀察，我們最終將最小增益確定為19dBo表1多頻

5、段性能指標對于后者來說，雙頻段主要面向的是兩個頻率對電路進行設(shè)計。該方式對于電路結(jié)構(gòu)的選擇范圍較廣，如濾波器匹配結(jié)構(gòu)、分布式放大結(jié)構(gòu)等。根據(jù)需求不同，可以合理選擇具體的結(jié)構(gòu)。由于本文研究的是雙頻段放大器，常用工作頻率在400MHz?900MHz之間，因此可以選擇共柵結(jié)構(gòu)［2］。在兼顧增益要求的冋吋，還能夠降低噪音，iL使用更加便捷，從而縮短接收機設(shè)計吋間。2.2冇源混頻器設(shè)計混頻器作為射頻接收機的重要組成部分，在放大器之后，能夠?qū)︻l譜進行搬移處理，將信號由當前頻率轉(zhuǎn)換到另一個頻率上。本文設(shè)計的混頻器，主要是將射頻信號轉(zhuǎn)移到中頻信號上

6、。其原理圖如圖1。圖1混頻器原理圖為了滿足混頻器設(shè)計的轉(zhuǎn)換增益、噪聲系數(shù)等需求，本文對結(jié)構(gòu)選取要慎重。結(jié)合混頻器應(yīng)用環(huán)境來看，可以選擇CMSO吉爾伯特結(jié)構(gòu)。但是該結(jié)構(gòu)需要增大疏導管偏置電流等手段，以此來增強設(shè)備的增益。在低功耗位用中，受到電壓低等因素的影響，可以采取偽差分結(jié)構(gòu)［3］。偽差分結(jié)構(gòu)由跨導級、開關(guān)級及負載級三部分構(gòu)成。其中開關(guān)級電路在不同器件之間來冋切換，以此來確保設(shè)備始終處于良性運行狀態(tài)當中。開關(guān)管具體參數(shù)如表2。表2開關(guān)管具體參數(shù)完成設(shè)計后，將其置于900MHz頻率中進行仿真實驗，發(fā)現(xiàn)當供電電壓在1.8V吋，射頻輸入信

7、號的頻率為902MHz,且噪聲系數(shù)與400MHz混頻器非常接近，能夠滿足低中頻接收機設(shè)計需求。2.3冇源復(fù)數(shù)濾波器設(shè)計本文設(shè)計對象為低中頻接收機。當信號經(jīng)過放大器處理后，會經(jīng)過混頻器的調(diào)整，由高頻轉(zhuǎn)變到中頻信號當中。因此需要對信號進行針對性處理，根據(jù)上述環(huán)節(jié)設(shè)計情況來說，應(yīng)將濾波器的中心頻率確定為2MHz。對不同結(jié)構(gòu)濾波器進行比較，本文最終確定了巴特沃斯結(jié)構(gòu)作為有源濾波器設(shè)計的核心［4】。經(jīng)過仿真實驗，供電電壓處于1.8V,兩路信號幅度一致，相位相差90°；o中心頻率2MHz處在增益為1.19dB,鏡像抑制比為45.39dB,

8、可見，證明上述設(shè)計能夠滿足濾波器設(shè)計需求。2.4低中頻接收機系統(tǒng)的實現(xiàn)低中頻接收機實現(xiàn)的關(guān)鍵是增益分配方式的選擇。為了提高設(shè)備自動化水平，本文主要選擇自動增益控制電路作為主要手段，以此來對接收機系統(tǒng)的增益進行調(diào)整和控制，從而促使射頻信