第一章无线收发机射频前端结构

2023-12-20 07:59| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录本章内容1.1 射频前端功能及性能参数无线发信机射频前端功能无线发信机射频前端性能参数无线收信机射频前端功能无线收信机射频前端性能参数无线收发机射频前端功能及指标参数 1.2 无线接收射频前端结构及特点单次变频超外差接收前端结构及特性组合干扰(寄生通道干扰)产生机制

本章内容

无线收信/发信机射频前端功能及性能参数无线收信机射频前端结构及特点无线发信机射频前端结构及特点集成无线收发机射频前端结构及特点

理解无线通信收发机的性能参数定义，掌握超外差、零中频、低中频、数字中频等典型无线通信接收机、发射机中射频前端的结构、特性及应用领域，了解典型集成收发射频前端结构及其发展趋势。

1.1 射频前端功能及性能参数无线发信机射频前端功能

超外差式发射前端结构完成基带信号对中频载波的调制，将其上变频至特定的RF频段对已调制的RF信号放大, 以足够的功率馈入到天线经天线有效地发射出去。

无线发信机射频前端性能参数工作频率/带宽 GSM900MHz/1800MHz,BW=25MHz WCDMA2100MHz(2.11-.17GHz), BW=60MHz,信道带宽=5MHz发射功率保证通信距离，降低功放功耗 GSM手机发射功率：30-36dBm WCDMA手机发射功率：31dBm发射射频信号的频谱纯度减少对相邻信道的干扰，须满足通信标准和无线电频谱规范 GSM手机发射信号频谱MSK标准

GSM手机发射信号频谱MSK标准杂散辐射

9KHZ~1GHZ1~12.75GHZ935~960MHZ250nW （–36dBm）1W（–30dBm）4PW（–84dBm）输出射频功率控制范围自适应调剂输出射频功率，减少移动终端功耗互调衰减度减少对相邻信道的干扰，须满足通信标准和无线电频谱规范相位误差相位误差定义为发射射频信号的相位与理论上最好信号(如 GSM按GMSK理论上调制出来的信号)的相位误差。 GSM标准规定一个时隙内，发射信号的相位误差的方均根应不大于5°，峰值小于20° 载波频率精度如GSM标准规定其载波频率精度0.1ppm（1×10–7）DC-RF效率/系统效率降低功放及系统功耗无线收信机射频前端功能

超外差式接收前端结构从复杂的电磁波谱中选择出微弱的有用射频信号，经下变频、滤波、放大后, 解调出基带信号

无线收信机射频前端性能参数工作频率/带宽选择性滤波消除/减少干扰信号、寄生频率信号的影响，提升频带/信道信噪比。灵敏度/噪声系数保证通信距离并正确解调所要求的最小输入信号强度。元器件及电路存在固有噪声，须低噪声地放大微弱RF/IF信号动态范围正确解调出输入射频信号的最小/最大值确定的变化范围线性度（IIP3）确定了正常接收的最大输入信号电平阻塞、杂散、邻道干扰的响应抑制抑制串音和杂散等抗干扰能力

GSM手机的接收前端典型性能指标

灵敏度：–102dBm@BER=10–5 （静态）抗阻塞电平：113dBμV互调抑制：70dBμV（–43dBm）杂散抑制：70dBμV杂散发射：9KHZ-1GHZ≤20nW（–57dBm） 1-12.75GHZ≤20nW（–47dBm）无线收发机射频前端功能及指标参数

功能无线信息发射无线信息接收

无线收发机工作方式单工，半双工，全双工

主要性能参数

工作频率/带宽频谱纯度发射功率/DC-RF效率选择性灵敏度/动态范围系统效率

收发通道集成化收发机射频前端共用/复用一个天线时，收发信道间必须有良好的隔离度

集成无线收发机前端结构图 1.19 超外差式收发机结构

1.2 无线接收射频前端结构及特点

接收射频前端的典型结构（方案）

超外差式接收(单次变频、两次变频)前端超外差接收结构是利用本地振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为某个预先确定的频率信号的方法，适用于远程高频率弱信号接收零中频接收前端低中频接收前端镜频抑制接收前端全数字（软件）接收前端单次变频超外差接收前端结构及特性

图 1.4 单次变频超外差式接收机射频前端的结构框图单次变频超外差接收射频前端结构阿姆斯特朗1918年提出超外差原理：输入音频->超音频优点

BPF1射频滤波作频带选择, BPF2中频滤波作信道选择, 实现了频带选择和信道选择的分离合理分配系统增益, 降低了RF LNA的增益要求,RF LNA 稳定性高在较低固定中频上高增益放大，有利于ADC和解调实现

缺点

存在组合干扰(寄生通道干扰)存在镜像频率信号干扰存在选择性和灵敏度之间矛盾

单次变频超外差接收射频前端

组合干扰(寄生通道干扰)产生机制

RF信号频率：RF 本振信号频率：LO 理想混频器是一个乘法器，其输出信号

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