接收机射频通道的热噪声特性分析

论文摘要

热噪声的研究是具有普遍意义的课题。本文分析了接收机射频通道的热噪声特性,研究了接收机射频通道低噪声设计的关键技术。首先介绍了电路噪声理论基础,建立了接收机射频通道的简化模型。本文对混频器的噪声系数定义提出了一点改进方案,明确区分了信号频率处和镜像频率处的双边带噪声系数。根据本文建立的模型,推导了射频通道的噪声系数表达式。然后由射频通道的噪声系数表达式出发,研究了低噪声设计的关键技术。明确了为保证较低的噪声系数,增益规划过程中应该注意的问题。低噪声放大器在射频通道中的作用是,发挥其自身噪声系数低的特点,在放大小信号的同时尽量少地引入内部噪声。对低噪声放大器如何有效地发挥其作用,文章提出了应该具备的条件。镜频抑制可以改善接收机的单边带噪声系数。以往文献很少定量地分析镜频抑制对改善单边带噪声系数的作用,本文对此作了深入的分析,得出了明确的结论,并建立了一种确定镜频抑制比的方法。文章研究了如何在接收机中同时实现大动态范围和较低的噪声系数。着重分析了自动增益控制单元的噪声特性。最后完成了一个接收机射频通道的设计。对已实现的射频通道进行了测试,测试结果证明了低噪声设计方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题意义及国内外发展现状
• 1.3 本文的内容结构
• 第二章 接收机噪声分析理论
• 2.1 噪声的来源及分类
• 2.1.1 噪声的概念
• 2.1.2 噪声的分类
• 2.1.3 噪声的表示
• 2.2 级联系统的噪声特性
• 2.3 射频通道的噪声系数
• 2.3.1 建立简化模型
• 2.3.2 特殊网络的噪声系数
• 2.3.3 整体噪声系数推导与分析
• 2.4 本章小节
• 第三章 低噪声设计技术
• 3.1 增益和噪声的协调分配
• 3.1.1 无源器件对噪声的恶化
• 3.1.2 混频器噪声系数与LNA增益的关系
• 3.1.3 增益和噪声分配中的考虑
• 3.2 镜频抑制对噪声系数的影响
• 3.2.1 IRF在射频通道中的位置
• 3.2.2 性能分析
• 3.2.3 性能仿真
• 3.2.4 镜频抑制比的确定
• 3.2.5 关于镜频抑制比的考虑
• 3.3 大动态范围内的低噪声设计
• 3.3.1 动态范围的定义
• 3.3.2 关于三阶截点值的考虑
• 3.3.3 增益可控放大电路的噪声系数
• 3.4 整体低噪声设计方法
• 3.5 本章小节
• 第四章 接收机射频通道的设计与实现
• 4.1 接收机总体规划
• 4.1.1 接收机结构选择
• 4.1.2 频率规划
• 4.1.3 关键技术指标
• 4.2 射频通道的设计
• 4.2.1 整体低噪声设计规划
• 4.2.2 增益和噪声的规划
• 4.2.3 低噪声放大器的设计与实现
• 4.2.4 动态范围内的低噪声实现
• 4.2.5 对镜像频率噪声的抑制
• 4.3 射频通道部分指标的测试
• 4.3.1 低噪放模块的测试
• 4.3.2 整体指标测试
• 4.4 实物照片
• 4.5 本章小结
• 第五章 结束语
• 5.1 课题总结
• 5.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果