一種用于軟件無線電的接收機射頻前端電路設計與實現

摘 要:設計了一種用于軟件無線電的射頻前端電路，該電路可工作于短波、超短波頻段(3～89 MHz)。電路將天線接收的信號經過前端濾波、AGC、放大處理后，將輸出信號穩定到2 V，直接送給下級進行A/D采樣及基帶處理。設計的核心是寬帶AGC電路，采用了一種級聯VGA的形式，較大地提高了AGC電路的動態范圍和線性范圍。經過硬件實測，該接收電路靈敏度能夠達到-90 dBm，動態范圍為70 dB，并且具有線性度高、噪聲系數小等特點。

關鍵詞:軟件無線電; 射頻前端; 自動增益控制; 可變增益放大器

中圖分類號:TN911; TP274文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)15-0037-04

Research and Design of Receiver RF Front-end Circuit for Software Radio

DENG Ai1， GE Li-jia1， XU Zi-ling2， ZHU Lin1， SHUANG Tao1

(1.Chongqing Communication College， Chongqing 400035， China; 2.The Second Artillery Equipment Research Institute，Beijing 100085，China)

Abstract: A RF front-end circuit for software radio was designed， which can operate on short wave and ultra-short wave frequency band(3～89 MHz). The received signal from antenna turns the input signal to 2 V and then transforms to the next class-analog-to-digital converter circuit through front-end filtering， AGC and amplification processing. AGC is the core of the circuit， which takes a form of cascade VGAS and improves the dynamic range and linear range. Taking hardware practical test， the maximum sensitive is -90 dBm， the largest dynamic range is 70 dB， the system has good linearity and low noise figure.

Keywords: software radio; RF front-end; AGC; variable gain amplifier

收稿日期:2010-03-18

軟件無線電要求通信系統的“全數字化”，也即寬帶ADC(Analog-to-Digital Converter)和DAC(Digital-to-Analog Converter)向射頻(RF)端靠近，同時要求開放的、可擴展的、模塊化的軟硬件平臺體系結構，實現多頻段、多模式、多業務、多個性[1]。典型的軟件無線電主要包括射頻前端(含天線)，AD/DA，數字信號處理三部分。本文研究并實現了一種適用于上述軟件無線電基本結構的射頻前端電路(不包含天線)，該射頻前端電路具有靈敏度高、動態范圍大、線性度好、噪聲系數低、工作頻段寬等特點。

1 接收機整體設計

由圖1基本結構可以看出，適用于軟件無線電的接收機射頻前端電路較之傳統接收機射頻前端電路沒有了混頻單元，射頻前端直接將天線接收的信號經過處理送給A/D轉換單元[2]。這不僅對后續的A/D采樣、基帶處理提出了更高的要求，也對射頻前端電路放大，穩定性等方面提出了新的挑戰。接收機射頻前端電路主要的任務是對天線接收到的信號進行選擇性放大，提高接收信號的信噪比;同時，調整天線接收到的信號幅度，使其與A/D轉換器的最佳輸入范圍一致，基本結構如圖2所示:通常主要由帶通濾波器、LNA、AGC電路等組成。……