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软件无线中的宽带射频前端

发布时间:2018-06-20 06:44:00  来源:大电流电感厂家   查看:
引言

随着微电子技术的迅速发展,数字信号处理器(DSP)和A/D变换器的性能在成倍的提高,使得软件无线电在技术实现上成为电感生产可能,从而引起了人们对于软件无线电技术研究的兴趣。软件无线电的功能主要由软件实现,通过运行不同的算法,实时的配置信号波形,从而提供各种语音编码、信道调制、载波频率、加密算法的无线电通信业务。

软件无线电最初起源于军事通信。由于软件无线电的完全可编程性、软件化、模块化以及宽频段多功能等特点,使得各种电台很容易综合为一个整体,能够实现不同类型电台间的直接互通,在提高各军兵种协同作战能力中发挥了重要作用。而且,功能的软件化、模块化,减轻了系统的尺寸、重量,同时缩短了开发周期,能够方便地实现与新业务、新技术和通信标准的兼容。

理想的软件无线电是一种“纯软件”的电台,如图1所示,A/D变换器单元紧靠射频天线,除低噪声放大器、功率放大器以及电源等模块外,绝大部分功能均可通过DSP芯片采隔离电感器用软件编程实现。无论在机械结构还是电器特性上均采用模块化、开放式结构。然而,基于目前的技术水平,只能进行中频处理。因此,仍需要一个灵活的宽带射频前端,对信号进行适当的处理。以下针对软件无线电的实际特点,讨论了实现模拟射频前端的一些问题。

软件无线中的射频前端

系统要求

理想的软件无线电台应完全数字化,一般要求在数字化处理之前仅做极少的模拟处理,这样才能使整个电台系统具有充分的灵活性。然而,由于目前工艺水平和技术的限制,A/D转换器以及DSP芯片的性能仍达不到所需的技术指标,使得这种构想无差模电感法付诸实践。

根据RF频率和奈奎斯特采样定理可知,若ADC直接置于接收机的射频前端,要求A/D变换器高端采样速率至少为6GHz,且应该具有120dB以上的无杂散噪声动态范围(SFDR)。而实际中的A/D转换器最多仅能提供20MHz的带宽和80dB的SFDR,几种A/D转换器的性能指标如表1所示,远远达不到系统要求。若再考虑功耗问题,ADC的高功耗需求很难使电台成为便携式。理论计算,对于1个采样保持A/D转换器件(5GHz,18bit)的最小功率也要超过10W。因此,就目前的A/D转换电感厂家器的性能指标,无法实现理想的软件无线电结构。

表1 几种A/D变换器的主要技术指标
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