接收机的指标及方案概述

接收机的主要指标

根据设计项目的要求,确定具体的接收机指标如下:

工作频率:24GHz~25GHz中频带宽:0~400kHz噪声系数:优于5.5dB灵敏度:-95dBm线性动态范围:80dB接收增益:30dB

接收机方案概述

根据系统工作原理,方案选择零中频接收机,该接收机的作用是把天线接收到的回波信号经放大滤波后进入混频器与发射信号混频,得到包含距离信息的中频信号,将中频信号滤波放大后提供给信号处理部分。如图 5-1 所示为该方案框图。

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零中频接收机可以避免超外差接收机中镜频干扰的问题,中频输出后端只需要一个截止特性好的低通滤波器,使得接收机的结构更加简单。

当然,零中频接收机也有其明显的缺陷:(1)当射频端口与本振端口的隔离度不够高时,本振信号会泄漏到射频端口,此时混频后会产生直流信号,导致输出的中频信号产生直流偏差;(2)外界有强干扰信号时,干扰信号也容易进入本振端,此时与射频端进入的强干扰信号混频同样会产生直流信号。

目前随着芯片不断地发展,混频器芯片的射频本振隔离度可以做的很好,加之零中频接收机简单的结构,所以本设计依然选用了零中频接收机方案。

接收机部分器件的选择与设计

系统接收链路概述

上一小节给出了接收链路的框图,由天线接收到的回波信号,先经过低噪声放大器HMC751LC4对信号进行低噪放大处理,再通过带通滤波器对信号中的带外杂波进行滤除,进入混频器HMC292LC3B与发射信号进行混频,得到的中频信号先经过由运放LT1078构成的有源低通滤波器滤除高频杂波,再经中频放大器GALI-33+对中频信号进行放大,最后输入至信号处理部分。所用器件如下表所示:

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低噪声放大器

根据多级系统的噪声系数公式来看,整个系统的噪声系数主要由前级决定,所以设计时应当选用噪声系数低、增益高的放大器,才可以优化整个系统的噪声系数。HITTITE公司的HMC751LC4在工作频段24GHz~26GHz中噪声系数为2dB,增益为25dB。如图5-2所示为HITTITE公司提供的噪声与增益性能曲线。

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混频器

这里混频器选用HITTITE公司的HMC292LC3B,它是一个无源的双平衡混频器,在需要的工作频段变频损耗为8dB,其射频与本振的工作频率为16GHz~30GHz,中频频率为DC-8GHz,本振的输入功率要求最低为+9dBm,射频与中频最高输入功率为+13dBm。本振与射频端口隔离度为40dB,本振与中频端口隔离度为32dB,射频与中频端口隔离度为25dB。如图5-3为HMC292LC3B部分的性能指标。

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