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四相調(diào)制(QPSK)發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)方案

作者: 時(shí)間:2011-02-24 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/156666.htm

  2.3 本振設(shè)計(jì)

  本振電路產(chǎn)生射頻本振信號(hào)。由于正交相位調(diào)制對(duì)本振信號(hào)的性能要求較高,且本系統(tǒng)中采用直接射頻調(diào)制,為達(dá)到一定的載波泄漏控制,應(yīng)選擇差分輸出的本振電路。本方案選用ADF4360-1集成鎖相環(huán)(PLL)電路產(chǎn)生射頻本振。ADF4360-1是AD公司的一款集成VCO的完整鎖相環(huán)芯片,體積小,使用方便,性能可靠等特點(diǎn)。封裝僅有4 mm×4 mm,能夠輸出2 050~2 450 MHz的射頻信號(hào),采用3線串行接口控制。

  2.4 調(diào)制電路

  調(diào)制電路主要完成直接射頻調(diào)制功能。它采用經(jīng)過(guò)濾波的雙路差分調(diào)制信號(hào)對(duì)射頻本振進(jìn)行調(diào)制。本設(shè)計(jì)選擇了AD公司生產(chǎn)的正交調(diào)制器AD8346,它是一款寬頻段正交調(diào)制器,工作頻段為800~2 500 MHz,具有調(diào)制精度高,噪聲電平低等特點(diǎn),其相位誤差為1°,I,Q幅度不平衡度為0.2 dB,噪聲電平為-147 dBm/Hz。本項(xiàng)目使用頻率為2.2~2.3 GHz,通過(guò)合理電路布局和端口匹配,達(dá)到了較好的調(diào)制效果,實(shí)測(cè)矢量調(diào)制誤差為2%~3%。

  2.5 放大電路

  由于射頻調(diào)制后信號(hào)幅度較小,所以必須進(jìn)行有效的放大,以達(dá)到需要的功率。在本方案中采用了兩級(jí)射頻放大器,第一級(jí)采用HMC47 8MP86,第二級(jí)采用HMC457QS16G,兩級(jí)放大器的輸入輸出為50 Ω匹配,HMC478的增益高,噪聲系數(shù)低,線性度好;HMC457的輸出功率大,其1 dB壓縮輸出可達(dá)30.5 dBm。兩級(jí)放大器的增益共有41 dB,扣除級(jí)間匹配等損失,最終輸出29 dBm。兩級(jí)放大器都是Hittite公司的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品,可以滿足-40~+85℃的溫度環(huán)境,并且都采用表面貼裝的封裝形式,抗沖擊振動(dòng)能力強(qiáng)。

  2.6 射頻濾波電路設(shè)計(jì)

  射頻放大電路不可避免存在一定的非線性,會(huì)產(chǎn)生工作頻率的諧波,為降低帶外輻射,減小對(duì)其他系統(tǒng)的干擾,設(shè)計(jì)了微帶低通濾波電路,對(duì)諧波進(jìn)行抑制。

  2.7 電源設(shè)計(jì)

  電源電路用于將12 V非穩(wěn)壓輸入轉(zhuǎn)化為發(fā)射機(jī)各部件使用的5 V和3.3 V電壓。其中5 V為接口電路和放大電路供電,因耗電較大,而選擇了DC/DC轉(zhuǎn)換電路,以達(dá)到較高的轉(zhuǎn)換效率;3.3 V用于鎖相本振電路,采用線性穩(wěn)壓電路通過(guò)對(duì)5 V降壓得到,以降低紋波。在設(shè)計(jì)中分別采用了LT公司的LT3431和LT1962。在印制板布線時(shí)為減小電源紋波,對(duì)電源布線進(jìn)行了詳細(xì)的優(yōu)化。

  3 設(shè)計(jì)結(jié)果

  本項(xiàng)目在一片φ75 mm的電路板上完成了電路設(shè)計(jì),裝配完成后進(jìn)行了級(jí)間匹配調(diào)整。最終達(dá)到的指標(biāo)是:本振相位噪聲為-95dBc/Hz@1 kHz;本振雜散抑制為72 dBc;輸出信號(hào)功率為29 dBm;輸出信號(hào)EVM為5.5%。

  4 結(jié)語(yǔ)

  本發(fā)射機(jī)已研制完成,通過(guò)高低溫、沖擊、振動(dòng)等環(huán)境試驗(yàn),參與了某低空遙測(cè)系統(tǒng)實(shí)彈發(fā)射試驗(yàn)。在整個(gè)過(guò)程中,發(fā)射機(jī)的工作穩(wěn)定可靠,可以達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。


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