短波信号接收机研究

发布时间：2017-09-28 09:39

  本文关键词：短波信号接收机研究

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【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。
【关键词】：短波接收机 大动态范围 高速数据采集 高速数据传输 低噪声放大器 ADC
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN851
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-10
• 1.1 论文的研究背景和意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 本文的研究内容和章节安排9-10
• 2 接收机系统原理10-19
• 2.1 模拟通信与数字通信10-11
• 2.2 全数字接收机11-12
• 2.3 软件无线电12-13
• 2.4 技术要求13
• 2.5 技术指标分析13-17
• 2.5.1 选择性13-14
• 2.5.2 输入特性14
• 2.5.3 噪声系数14-15
• 2.5.4 动态范围15-16
• 2.5.5 增益控制16-17
• 2.5.6 接收机的干扰17
• 2.6 接收机前端系统设计及可行性论证17-19
• 2.6.1 设计思路17-18
• 2.6.2 系统可行性分析18-19
• 3 接收机前端设计19-46
• 3.1 带通滤波器的设计19-29
• 3.1.1 带通滤波器原理19
• 3.1.2 低通滤波器原理19-20
• 3.1.3 主要技术指标20
• 3.1.4 巴特沃斯型归一化LPF的设计20-23
• 3.1.5 由LPF元件变换设计BPF23-25
• 3.1.6 ADS仿真设计BPF25-27
• 3.1.7 电感量的计算以及巴伦的制作27-29
• 3.2 低噪声放大器的设计29-42
• 3.2.1 低噪声放大器主要技术指标30-33
• 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33-34
• 3.2.3 低噪声放大器抗干扰措施34-35
• 3.2.4 低噪声放大器匹配网络35-38
• 3.2.5 低噪声放大器设计38-42
• 3.3 可变增益放大器设计42-46
• 3.3.1 可变增益放大器(AGC)概述42-43
• 3.3.2 AGC的参数43-46
• 4 采样及数字接收单元设计46-61
• 4.1 ADC的设计46-55
• 4.1.1 ADC概述46
• 4.1.2 实际ADC的参数46-52
• 4.1.3 ADC的实现52-55
• 4.2 数字接收模块的FPGA实现55-61
• 4.2.1 数字硬件的选择55
• 4.2.2 现场可编程门阵列(FPGA)实现55-61
• 5 接收机电路测试61-66
• 5.1 电路板调试与准备61
• 5.2 系统模块的测试61-62
• 5.2.1 接收机前端测试61-62
• 5.3 ADC测试62-66
• 6 总结66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 附录72

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本文编号：935124