雷达自动增益控制电路硬件设计与实现

雷达自动增益控制电路的主要作用是对接收到的回波信号进行增益控制,当回波信号弱时,接收机工作于高增益状态;当回波信号强时,接收机工作于低增益状态。本文介绍了一种基于FPGA的闭环AGC电路的软硬件设计,该电路一方面作为雷达接收机跟中心机通信的一个接口,负责接收中心机下发的数据,并上传接收机的自检信息给中心机;另一方面,该电路还接收中频接收机传输过来的中频信号的检波电平,并以此计算接收通道的数控衰减量,然后将衰减量反馈给接收前端和中频接收机进行增益控制。     

一种用于光纤传输系统的10 Gbit/s SiGe HBT限幅放大器设计

作为光接收机前端的关键部分,限幅放大器要求具有高增益、足够带宽和大动态输入范围。利用IBM公司0．5μmSiGe BiCMOS HBT工艺设计了一种用于10Gbit／s光纤传输系统的限幅放大器。整个系统包括一个输入缓冲级、3个放大单元级、一个用于驱动50Ω传输线的输出缓冲级和一个失调电压补偿回路。模拟结果表明采用3．3V单电源供电时限幅放大器的功耗为200mW,S21小信号增益大于46dB,3dB带宽为8．5GHz,对于输入信号从10mV到1．5V的变化范围内输出信号幅值都可以恒定在800mVpp。     

基于对数放大器的微弱信号检测系统

为解决微弱光信号检测中信号动态范围宽及噪声干扰等问题,设计一种由对称晶体管等分立元件组成的对数放大器.用方波信号对该对数放大器的输入、输出及频率特性进行分析,结果表明在输入信号频率低于13 Hz时,放大器有很好的放大特性,输入信号动态范围达60 dB,小信号增益最高可达到90 dB.使用该对数放大器设计了微弱光信号检测系统,针对检测系统存在的误差问题,基于电路放大关系编写算法,该算法能有效减小系统的输出误差.实验结果表明该系统能有效检测微弱信号.     

基于多种雷达信号的中频接收机设计

雷达接收机性能是由解调信号的相位正交致性决定的,这使得具有数字化、模块化特点的中频接收机成为雷达接收机的主流.提出了一种多波形雷达信号中频接收机设计方法,并给出了基于FPGA的设计方案.     

基于分集接收技术的可见光接收机前端电路

为了减弱噪声对可见光通信质量的影响,提高可见光通信系统的抗干扰性,基于台积电180 nmCMOS工艺,提出了一种抗噪能力较强的可见光接收机前端电路.电路主要包括跨阻放大器、限幅放大器、直流偏移消除网络和输出缓冲级.输入端对信号进行两路接收,通过印制电路板绘制把外部两个光电二极管相连,对接收到的光电流信号进行等增益合并,合并信号作为输入信号提供给光接收机模拟放大电路,这种设计实现了分集接收技术,提高了光通信系统的信噪比.跨阻放大器采用调节型共源共栅结构,共源结构作为反馈环路,降低芯片的输入阻抗,共漏结构提高了跨阻放大器的带负载能力.限幅放大器采用改进CherryHooper型限幅放大器结构,引入反馈电阻降低级间等效电阻,扩展有效带宽,并通过增加负载电阻为支路提供偏置电流,有效提高了电路的输出范围.测试结果表明,在电源电压为1.8 V、光电探测器等效电容为5 pF时,光接收机的跨阻增益为88 dBΩ,-3 dB带宽为510 MHz,在误码率小于3.8×10-3的条件下实现了600 Mb/s的数据传输.芯片功耗为43.62 m W,整体面积为624μm×823μm,当误码率为10-9时,基于分集接收的光接收机的灵敏度为-11.5 dBm.对比实验表明,分集接收技术降低了可见光通信的误码率,提高了通信质量,因此基于分集接收技术的光接收机有望应用于室内可见光通信系统领域.     

10Gb/s CMOS工艺光接收机前端放大器的设计

本文采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于SDH系统STM-64(10Gb/s)光接收机的前端放大器。在跨阻放大器中,在共栅前馈结构的基础上加入有源电感,设计了一种宽带的跨阻输入级;跨阻放大器的增益级和限幅放大器核心单元采用三阶交叉有源反馈结构来扩展带宽。     

自动频率微调电路的维修方法

雷达在工作中,接收机的本振频率和发射机磁控管频率都会发生漂移,从而使接收机灵敏度下降,荧光屏图象质量变差。自动频率微调系统(以下简称自频调)维持本振速调管振荡频率总是比磁控管发射频率高出一个标准中频(例如60兆周)。图1是导航雷达自频调系统方框图。在发射机没有工作时,频率调整器产生2～4赫芝的锯齿形电压,加到速调管反射极,使本振频率在一个很广的范围内变动,处于搜索伏态。发射机工作以后,把一部分发射机高频能量取出来,加到自频调混频器,它与本振混频,输出中频信号,经中放加到鉴频器。随着发射频率的变化,自频调电路分别处于下…     

0.25 μm CMOS蓝牙射频接收机前端

采用TSMC 0.25 μm CMOS工艺，设计了一种2.4 GHz CMOS低中频结构的蓝牙射频接收机前端.整个接收机前端包含全差分低噪声放大器、混频器以及产生正交信号的多相滤波器.叙述了主要设计过程并给出了优化仿真结果.采用Cadence SpectreRF进行仿真，获得了如下结果：在2.5 V工作电压下，中频输出增益为21 dB，噪声系数为7 dB，输入P 1 dB为-21.3 dBm，IIP3为-9.78 dBm，接收机前端总的电流消耗为16.1 mA.     

数字接收机的硬件实现

本文主要讨论一种基于软件无线电技术的中频多通道数字接收机的实现.在系统具体实现中,依据Nyquist欠采样理论,采用带通信号采样.将较高的中频变到较低的中频,它克服了传统接收机使用两个乘法器产生同相和正交信号所带来的两路特性不一致的问题.对经过采样信号的后期处理全部交给FPGA,用软件来实现.结果表明,系统具有成本低、精度高、结构简单等优良性能,可以满足实际需要.     

一种具备自动增益控制功能的宽带正交解调器

为了实现无线电接收机对多个通信标准的兼容和对信号链路增益的自动调节,提出了一种适用于宽带(0.8~2.7GHz)接收机并具备自动增益控制(AGC)功能的正交解调器。该解调器的信号主路上采用一个宽带设计的射频可变增益放大器和一个中频可变增益放大器,频率变换则通过一个增益可调的吉尔伯特单元实现。在信号反馈环路上采用一个均方根功率检波器检测输出信号的幅度并转换成直流电压,然后通过检波器输出的直流电压控制主路上各个模块的增益,从而形成一个AGC闭环系统。该解调器仅采用模拟电路实现AGC功能,避免了传统数字辅助型AGC需要大量端口、算法实现复杂和精度受有限步长的限制等缺点。该解调器在0.18μm BiCMOS工艺平台下设计并流片验证,测试结果表明:在0.8~2.7GHz内,正交解调器的可调转换增益范围为-36~36dB,解调带宽为100MHz;最大增益下噪声系数为9dB,正交相位误差1.6°,幅度误差为0.9dB。     

一种侦察校射雷达目标模拟器的设计

介绍了一种采用高速A／D、D／A器件、可编程逻辑器件（PLD）、数字射频存储器（DRFM）,实现了活动目标侦察校射雷达目标回波模拟器的设计,并得到了实际应用,大幅提高了雷达操作员的实际操作能力。该模拟器结构简单、功能实用、能同时模拟雷达目标回波的中频信号和视频信号,因此能作为雷达接收系统中频及视频部分的输入信号,有效地提高了对雷达接收系统的检测能力,节约了检测成本和维修时间。     

超高速窄脉冲纳秒信号采集的实现与应用研究

超高速窄脉冲信号采集这一新的现代高科技技术是各种光电跟踪系统中(如雷达设备、激光接收机等)的关键技术之一。要求实现对超高速窄脉冲信号的放大、展宽及幅度输出的实时控制,并使其具有宽带增益,大范围线性动态接收能力,满足信号响应快,采集精度高,工作性能稳定可靠。     

一种高增益、大动态中频接收机的设计与实现

本文主要介绍了一种单脉冲跟踪雷达高增益、大动态中频接收机的设计与实现,给出了具体电路,讨论了设计中可能出现的问题。     

一种双通道中频数字接收机的硬件设计实现

在电子对抗领域中,雷达信号的信息是信号分选、威胁识别、引导干扰的重要参数．与传统的模拟接收技术相比,数字接收机具有高分辨率、高可靠性、抗干扰能力强、灵活可变等许多优点．宽带、大动态范围、高灵敏度的数字接收机在电子对抗领域中有着广泛的应用前景．根据中频采样和数字下变频的基本原理,介绍了一种双通道中频数字接收机的硬件设计与实现方案．模拟信号经高速A／D采样后直接由FPGA进行信号处理．结果表明,系统具有成本低、精度高、结构简单等优良性能,可以满足实际需要．     

一种多模导航接收机的数字化实现方案

为解决导航体制不兼容的问题,提出了一种多模导航接收机数字化实现方案。该方案对中频信号进行A/D(Analog to Digital)采样后,仅用一片FPGA(Field Programmable Gate Array)实现了对多种体制信号的分析和处理,大大缩小了体积。主要对基于软件无线电的中频数字化接收机的频率规划、采样速率、模拟前端电路形式和增益分配以及自动增益控制进行了分析和综合设计,分析数据结果表明该方案可行。     

风廓线雷达中频数字接收机设计研究

风廓线雷达是用于大气风场探测的无线电遥感系统,传统的雷达接收机采用模拟接收机,结构繁琐且信号处理精度不高。基于软件无线电,运用中频数字化技术,提出了一种数字化接收机的设计方案,包含中频采样、数字下变频、IQ数据处理等。通过对方案进行仿真和测试,验证了方案的可行性。     

基于CMOS工艺的全集成高线性度可重构全球卫星导航系统射频接收机

介绍采用CMOS工艺设计全球卫星导航系统(GNSS)中射频接收机的可重构方法与高线性度技术.为完成多模多频接收,系统采用双通道结构,同时独立地接收两个不同频段的导航信号;针对不同导航系统的信号特征,接收机带宽可自由配置.此外,针对复杂环境下GNSS接收机高线性度要求,采用将混频器作为射频接收机第1级的系统结构,旁路低噪声放大器,从而提高系统线性度.GNSS射频接收机在0.18μm CMOS工艺下流片测试,工作频率在1.2/1.57GHz,噪声系数为2.5/2.7dB,镜像抑制比为28dB,最大电压增益110dB,增益动态范围73dB.采用高线性度结构后,输入1dB压缩点由-58dBm提高为-3dBm,接收机线性度显著提高.     

基于FPGA的多信道全数字高频雷达接收机

基于软件无线电的设计思路,提出了一种多信道全数字高频雷达接收机的设计方案.该方案采用USB2.0接口设计实现雷达系统控制和数据传输任务,并结合Altera公司的CycloneII系列现场可编程门阵列(FPGA)芯片,实现系统同步控制、数字正交解调以及数字下变频.与传统模拟接收机和中频接收机相比,该系统具有硬件结构简单、参数配置灵活方便等特点.系统闭环测试结果验证了方案的正确性及合理性,能够满足工程应用的需求.     

自适应双重时间常数自动增益控制

从电路设计角度来说,在接收机视放以前,抑制干扰脉冲主要有三种方法:一是干扰脉冲熄灭法,其实质是在干扰脉冲期间,使接收机输出为零。这种方法技术实现复杂,在实际中放中应用较少;二是限幅法(包括“宽—限—窄”系统),其工作原理是利用限幅器的限幅作用来削弱干扰脉冲的幅度。这种方法应用较广,能有效地抑制干扰脉冲。但对于窄带干扰,当输入(S/N)_i<1时,由于限幅器本身固有的非线性拍频作用,将不可避免地产生强干扰抑制弱信号的有害作用,从而使后面的窄带滤波器不能有效地从频域抑制窄带干扰、提出有用信号;三、文献[5—8]提出了抗电子干扰的     

一种低功耗跨导电阻电容型镜像抑制复数滤波器

针对无线传感网(WSN)对射频接收机低功耗的要求,提出了一种适用于WSN低中频接收机的一阶跨导电阻电容型(Gm-R-C)镜像抑制复数滤波器.该结构采用2个低功耗的全差动Gm单元和R-C负载对同相/正交输入信号进行低通滤波,频率变换则通过另外2个交叉耦合的差动Gm单元来实现.在详细分析一阶单元线性度、中心频率和调节范围的基础上,采用0.35 μm CMOS工艺设计了一个4阶巴特沃斯复数滤波器,带宽为160 kHz,中心频率为300 kHz.在1％的器件失配下,仿真得到的镜像抑制比达到50 dB,带内的输入3阶截取点功率为25.1 mW,通带增益为18 dB,输入参考噪声均方根电压值为35 μV;在2.7V电源电压下,滤波器消耗总电流仅为760 μA.仿真结果表明,滤波器的各项性能均满足WSN系统的需求并具有较低的功耗.