伪卫星定位系统L波段射频前端设计与实现

摘要

使用伪卫星技术可以避免在GPS信号到达接收机时功率过小而导致精度下降的问题。通信系统是伪卫星系统的重要组成部分，而接收机、发射机的射频前端的性能对于整个通信系统的性能有着很大的影响，因此在伪卫星系统的实现过程中，射频前端硬件电路需要仔细设计。由于现有的采样技术并不能支持直接采样较高频率的射频信号，现有的射频方案一般采用数字中频技术，在基带处理中频信号。本系统中使用了超外差接收机的射频前端，避免了零中频接收机可能出现的直流漂移等问题。最终实现的射频前端组件经过测试符合设计指标。
　　射频前端硬件电路中的性能指标非常繁杂，射频前端中的不同功能的射频芯片互相作用，最终对整机的射频前端性能产生较大影响，研究了射频前端的性能参数。同时，射频电路的高频特性使得信号在板上的传输与低频段的应用不同，因此本文也研究了高频应用中的传输线特性。
　　在介绍了射频前端的性能指标的物理意义以及链路预算的理论公式的基础上，针对伪卫星定位系统完成了射频前端的芯片方案设计。使用软件ADS针对芯片方案进行器件行为级仿真来验证方案的可行性。在此基础上，实现了发射机、接收机的射频前端硬件电路。介绍了接收机使用的自动增益控制理论，详述了本文中使用的自动增益控制算法。同时，针对射频前端中的数控芯片，编写了单片机程序，使用SPI总线控制这些芯片。
　　在实现了射频前端硬件电路后，搭建了合理的测试环境来验证射频前端硬件电路的性能指标。主要性能指标包括发射机和接收机的链路增益、带内波纹、接收机中自动增益控制环路性能以及本振电路的噪声系数和功率等。通过分析所得的测试数据，所设计并实现的 L波段射频前端硬件电路符合伪卫星定位系统的要求。

目录

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要研究内容

1.4 论文章节安排

第2章 射频前端理论研究

2.1 引言

2.2 传输线理论

2.3 S参量

2.4 射频前端性能指标

2.4 自动增益控制的原理与设计

2.5 本章小结

第3章 L波段收发机射频前端的设计与实现

3.1 引言

3.2 伪卫星定位系统射频前端性能指标

3.3 发射机射频前端设计与实现

3.4 接收机射频前端设计与实现

3.5 本振功能部分原理与软件设计

3.6 本章小结

第4章 射频前端性能测试

4.1 引言

4.2 射频前端测试环境搭建

4.3 测试结果

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢