短波接收机前端高中频电路的设计与实现

论文摘要

随着数字信号处理、自适应、电子对抗、计算机组网以及软件无线电等现代技术的发展,短波通信正逐步向自动化、智能化、网络化方向发展。由于短波通信具有抗摧毁能力强、设备简单、临时组网方便等特点,短波电台已成为应急通信的首选方式,具有很高的研究与开发价值。本文首先概述了现代短波通信系统的发展趋势、软件无线电的设计思想和短波电台的研究现状。将软件无线电技术应用到短波电台中,可以很好的解决传统短波接收机通用性不强、灵活性差、升级困难而无法满足现代短波通信的要求等问题。文中重点研究短波软件无线电接收机硬件平台的射频前端,通过分析几种常见接收机的结构、性能和优缺点,结合系统的主要技术指标确定了超外差数字中频方案并进行了论证。笔者根据课题中短波接收机对选择性、噪声系数、灵敏度、增益、动态范围、中频抑制比和镜像抑制比的指标要求设计了射频前端的电调谐滤波器、低噪声放大器、自动增益控制(AGC)中频放大器和混频器模块。为了提高整机的灵敏度,增强系统的选择性和稳定性,将整个短波频段划分为八个波段,通过控制插入损耗很小的PIN管来实现频段切换。在每个频段内部,采用单片机控制变容二极管的偏置电压来改变它的电容,从而使预选器调谐回路的中心频率可变,实现电调谐；低噪声放大器采用稳定性很高的共射共基电路,并与两组电调谐预选滤波器组合设计成双调谐结构,同时用双栅场效应3SK223来增加其自动增益控制功能；AGC中频放大器分两级实现,第一级用两级3SK223实现,第二级用一个3SK223和两片可变增益放大器AD603级联设计,以增加处理信号的动态范围；混频器用AD835乘法器设计,简单可行。最后完成各模块电路板的PCB的制作,给出调试方法及各项指标的测试步骤,并对测试数据进行分析,验证设计方案的可行性和实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究背景和意义
• 1.2 相关领域国内外研究现状
• 1.2.1 软件无线电的研究现状
• 1.2.2 短波电台研究现状
• 1.3 本文的研究内容和结构安排
• 第2章 接收机系统设计
• 2.1 接收机的指标参数
• 2.1.1 输入特性
• 2.1.2 选择性
• 2.1.3 噪声系数
• 2.1.4 灵敏度
• 2.1.5 接收机的线性动态范围分析
• 2.1.6 接收机的干扰
• 2.2 接收机体系结构
• 2.2.1 超外差式结构
• 2.2.2 镜像抑制结构
• 2.2.3 直接下变频结构
• 2.2.4 数字化中频方案
• 2.3 接收机前端系统设计
• 2.3.1 设计思路
• 2.3.2 系统可行性分析
• 2.3.3 系统技术指标及其分配
• 2.4 本章小结
• 第3章 电调谐高频放大单元的研制
• 3.1 电调谐滤波器的设计
• 3.1.1 电调谐滤波器的原理
• 3.1.2 电调谐滤波器谐振回路的选择
• 3.1.3 波段的划分及器件的选择
• 3.2 低噪声放大器的设计
• 3.2.1 低噪声放大器的输入输出匹配电路
• 3.2.2 低噪声放大器的设计
• 3.3 电调谐高频放大电路的实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 中频放大单元的研制
• 4.1 AGC中频放大电路的设计
• 4.1.1 AGC环路分析
• 4.1.2 AGC系统设计
• 4.1.3 AGC中频放大电路设计
• 4.1.4 AGC中频放大器的电路实现
• 4.2 混频器的设计
• 4.2.1 混频器的原理
• 4.2.2 混频器的设计
• 4.2.3 混频器的电路实现
• 4.3 本章小结
• 第5章 接收机电路板测试
• 5.1 电路板安装与调试
• 5.2 电路模块的测试
• 5.2.1 电调谐RF放大单元测试
• 5.2.2 中频放大电路的测试
• 5.2.3 中频、镜像抑制比
• 5.2.4 选择性测试
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文