基于软件无线电技术的接收机系统设计

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美国J.Mitola博士1992年首次提出“软件无线电”概念,在这之后基于软件无线电技术的数字式接收机就引起了国内外的研究热潮。与数字接收机相比,模拟接收机存在体积大、功能单一、带宽窄、噪声大以及功耗较高等缺点,不能适应软件无线电数字式接收机发展的趋势,而基于软件无线电技术的数字式接收机系统具有小体积、多功能(软件可重配置)、带宽宽、易升级等诸多优点。目前,数字式接收机已成为当前研究的热点问题,因此研究功能模块化、软件可重配置的小体积、带宽宽和易升级等特性的数字接收机具有非常重要的意义和实际应用价值。  基于软件无线电技术的数字式接收机系统设计方案主要有:低通采样的软件无线电结构、射频直接带通采样的软件无线电结构以及宽带中频带通采样的软件无线电结构三种。本文采用宽带中频带通采样的软件无线电结构作为数字式接收机设计方案。本文设计的数字接收机系统包括:射频前端子系统和宽带中频数字下变频子系统两个部分。其中射频前端子系统采用两级超外差模拟下变频设计方案,2.4GHz射频信号经过两级模拟下变频得到70MHz的中频模拟信号,然后将70MHz的模拟信号再经过宽带中频数字下变频子系统进行数字混频、正交解调以及抽取滤波等数字信号处理得到降速后的低速数字基带信号。  本文研究的基于软件无线电技术的接收机系统设计,就是在详细对比和分析国内外数字接收机发展水平和国内半导体器件工艺的基础上,充分考虑系统成本、体积、可靠性以及可升级性等因素,设计了射频前端子系统以及宽带中频数字下变频子系统。射频前端子系统分别对射频带通滤波器、低噪声放大器以及混频器以及频率合成本振信号源进行了仿真设计,并设计了硬件PCB板,但是由于时间和个人能力的原因,没有对射频前端子系统进行硬件调试。对宽带中频数字下变频子系统进行了系统调试和分析,实验结果验证了宽带中频数字下变频子系统可以实现数字混频、正交解调以及抽取和滤波等功能,最后得到的低速的正交IQ数字基带信号,从而验证了系统设计的可行性。
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