短波信号接收机研究

摘要

近年来随着无线通信领域的迅猛发展，人们在生活中已经无法脱离无线通信技术，而短波通信技术是无线通信的重要分支，具有非常高的研究和开发价值。
　　本文以研究大动态接收机射频前端和高速数字采集和传输为重点。在参考了大量国内外先进的设计思想和有关射频接收机的文献的基础上，借鉴了短波接收机设计过程中各模块的设计方法如:滤波器设计、低噪声放大器设计、自动增益控制设计，配合ADC电路设计和FPGA万兆以太网IP核，研制并初步实现了短波大动态接收和万兆以太网传输的功能。本论文所设计接收机具有全频段采样和大动态处理能力。低噪声放大和高速采集传输部分设计过程中涉及到的技术和方法具有一定创新和独到之处。
　　本论文对接收机前端射频接收通道部分、数字采集部分和万兆传输方案进行研究和设计。为了提高整个系统的灵活性和数字化，本论文接收机前端射频模拟部分只具有带通滤波、低噪声放大和增益自动控制功能，信号被AD9467这款16bit、250MSPS高性能ADC采集并通过FPGA实现的万兆以太网接口以光纤传输的方式送给后端高性能处理器，由高性能DSP或GPU来做各种数字信号处理。这样的系统组网后易于拆卸搬移，隐蔽性高，不易被摧毁。最后完成了各模块电路板的制作，给出了各项指标的测试结果，验证了方案的可行性和灵活性。

目录

摘要

1 绪论

1．1 论文的研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的研究内容和章节安排

2 接收机系统原理

2．1 模拟通信与数字通信

2．2 全数字接收机

2．3 软件无线电

2．4 技术要求

2．5 技术指标分析

2．5．1 选择性

2．5．2 输入特性

2．5．3 噪声系数

2．5．4 动态范围

2．5．5 增益控制

2．5．6 接收机的干扰

2．6 接收机前端系统设计及可行性论证

2．6．1 设计思路

2．6．2 系统可行性分析

3 接收机前端设计

3．1 带通滤波器设计

3．1．1 带通滤波器的原理

3．1．2 低通滤波器原理

3．1．3 主要技术指标

3．1．4 巴特沃斯型归一化LPF的设计

3．1．5 由LPF元件变换设计BPF

3．1．6 ADS仿真设计BPF

3．1．7 电感量的计算以及巴伦的制作

3．2 低噪声放大器的设计

3．2．1 低噪声放大器主要技术指标

3．2．2 宽频带放大器特点及平衡放大与负反馈放大电路技术

3．2．3 低噪声放大器抗干扰措施

3．2．4 低噪声放大器匹配网络

3．2．5 低噪声放大器设计

3．3 可变增益放大器设计

3．3．1 可变增益放大器(AGC)概述

3．3．2 AGC的参数

4 采样及数字接收单元设计

4．1 ADC的设计

4．1．1 ADC概述

4．1．2 实际ADC的参数

4．1．3 ADC的实现

4．2 数字接收模块的FPGA实现

4．2．1 数字硬件的选择

4．2．2 现场可编程门阵列(FPGA)实现

5 接收机电路测试

5．1 电路板调试与准备

5．2 系统模块的测试

5．2．1 接收机前端测试

5．3 ADC测试

6 总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间学术成果获奖情况