接收前端信道設計中的一些考慮

二、接收機前端的組成

圖1給出了常用微波轉發(fā)設備射頻前端的組成，采用二次變頻的方案，它由預選器、高放、鏡頻濾波器、混頻器、濾波器、本振1、本振2、前中放大器等組成。

各部分電路的作用如下：

（1）預選器具有良好的單向性能和良好的反向隔離性，防止除接收頻率以外的干擾信號進入和防止本振（或發(fā)射）信號通過接收天線泄漏；

（2）高放電路選擇低噪聲、高增益的集成放大器，目的是補償預選器的損耗、提高系統(tǒng)的信噪比、加強混頻器/本振電路與輸入端口之間的隔離；

（3）前中濾波器主要是實現(xiàn)鏡像抑制，在高放后必須有抑制，否則高放的噪聲系數(shù)會由于放大后的鏡像噪聲混頻進入信道而成倍增加。前中頻率越高鏡像抑制濾波器的通頻帶越寬;

（4）前中放大器和二中放大器的作用為補償混頻器的損耗，提供給主中放以足夠電平，滿足AGC中放或截止限副中放的最低電平需求;

（5）二中濾波器實際上是一個低通濾波器，主要是抑制放大、混頻產(chǎn)生組合的干擾和雜波以及取出中頻信號。在混頻器選擇低端輸入，某些干擾信號可能在射頻信號的低端產(chǎn)生，特別是在數(shù)字本振電路中，低端的中頻干擾信號會泄漏到混頻器的輸入端，混頻器對中頻干擾相當于一級放大器，能順利的通過后面的電路而形成干擾;

（6）一次變頻采用的是低噪聲、大動態(tài)、隔離度高的DMOS場效應管集成的無源雙平衡混頻器。二次變頻采用的是無源雙平衡混頻器。

三、混頻器及本振設計考慮

接收信道是高增益工作，為了保證信道的穩(wěn)定及電路的易實現(xiàn)，需要進行頻率變換，使接收機的放大、濾波、增益控制等在中頻進行?；祛l器是非線性器件，它的動態(tài)范圍、隔離度、變頻損耗等對系統(tǒng)的動態(tài)范圍、中頻提取、本振隔離、靈敏度等有著非常大的影響。

接收信道的動態(tài)范圍，主要決定于前端電路的非線性器件即混頻器，混頻器的動態(tài)范圍通常用1 dB壓縮點來反映，高電平混頻器具有高的1 dB壓縮點和高的三階交叉點，三階交叉點對通頻帶內有多個干擾信號同時作用時特別重要。因此選擇合適的混頻器是很重要的。混頻器分為有源混頻器和無源混頻器，有源混頻器對本振的要求較低，且隔離度高，但其噪聲性能、動態(tài)范圍不如無源混頻器，無源混頻器比有源混頻器有更好的互調失真性?，F(xiàn)在采用高電平的雙平衡混頻器，由于信號功率平均分配到4只管子上，每只管子上的信號小，故非線性失真小，而且能抑制偶次諧波產(chǎn)生的寄生響應，還可以抑制本振噪聲。

在混頻器中本振應該是純凈頻譜，它的寬帶相位噪聲、雜散都會影響接收機的靈敏度。數(shù)字頻率合成器的本振電路中有數(shù)字分頻、數(shù)字鑒相器等電路，當數(shù)字電路為高頻跳變的電流作用時，都會產(chǎn)生一些新增頻率成分即雜散，其頻譜相當寬，在它們具有共同電源和地線或共用一塊印制板時，這些頻率成份會調相、調頻振蕩器，調相、調頻信號和接近有用信號頻率的雜散信號，通過混頻器進入接收信道產(chǎn)生干擾，而且有時還會通過饋電線、空間輻射、印制板耦合等進入接收通道，所以為了盡可能保持頻譜的純凈以防止接收信道的干擾信號產(chǎn)生，在實際數(shù)字集成電路的每一級電源都應有0.1 μF或0.01 μF的電容跨接到地。由于每一級都有去耦電容，隨時都在沖放電，所以在印制板上電源的入口處應接一大電容。在電源上也可采用數(shù)模電路分開供電，振蕩電路一定要有很好的接地及屏蔽或把數(shù)字電路部分屏蔽，必要時在本振輸出端加一個帶通濾波器，使本振輸出雜波盡可能小。

四、信道中的干擾信號

在由數(shù)模混合電路組成的微波轉發(fā)設備中，數(shù)字電路的寬頻譜干擾或本振強信號干擾一定要加以控制或抑制，這些輻射可能壓抑小信號，對這些干擾的抑制能力決定了接收機性能。

干擾信號影響接收機正常工作主要有2種形式，一種是與信號同頻的窄帶干擾信號，使接收信道堵塞；二是接收機頻帶內的各種雜散干擾或帶外強信號，通過信道的非線性產(chǎn)生干擾，嚴重影響接收的性能。

幾種常見的非線性失真中同時存在一個或幾個頻率不同于有用信號頻率的干擾信號時，系統(tǒng)可能產(chǎn)生的組合干擾形式為：信號與本振的組合頻率；外來干擾和本振組合形成的干擾；交叉調制干擾和互調干擾。

混頻器可等效為一個非線性電阻網(wǎng)絡，其電流ｉ可用加到其兩端電壓的冪級數(shù)表示：
　　
將(2)式