接收前端信道设计中的一些考虑

四、信道中的干扰信号?

在由数模混合电路组成的微波转发设备中，数字电路的宽频谱干扰或本振强信号干扰一定要加以控制或抑制，这些辐射可能压抑小信号，对这些干扰的抑制能力决定了接收机性能。?

干扰信号影响接收机正常工作主要有2种形式，一种是与信号同频的窄带干扰信号，使接收信道堵塞；二是接收机频带内的各种杂散干扰或带外强信号，通过信道的非线性产生干扰，严重影响接收的性能。?

几种常见的非线性失真中同时存在一个或几个频率不同于有用信号频率的干扰信号时，系统可能产生的组合干扰形式为：信号与本振的组合频率；外来干扰和本振组合形成的干扰；交叉调制干扰和互调干扰。?

混频器可等效为一个非线性电阻网络，其电流ｉ可用加到其两端电压的幂级数表示：



将(2)式 代入(1)式，并进行指数运算得出频谱特性即为混频器杂散效应图，在计算干扰信号时可由混频器杂散效应图直接找出信道中是否有干扰频率存在。在双平衡器中除了L1±R2（或R2±L1）有相等的输出外，四阶3L1±R2也有较大的输出振幅，设计中要特别加以注意是否有此干扰信号落在接收信道，当干扰信号为强信号时，会使信道饱和，增益压缩，信杂比下降。
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当信道中有2个以上干扰频率或一个调幅干扰和一个单边带调制信号时，它们干扰为互调干扰和交叉调制干扰，在分析中由于接收机的输入信号很小，略去三阶以上的分量，其输出信号和输入信号的关系可表示为



式中V0(t)是系统的输出信号；?

Vi(t)是输入信号；?

a1是线性增益；a2和a3是二阶和三阶非线性系数。?

假定输入信号含有两个干扰信号和一个有用信号，即　



式中V1、V2、Vs分别代表两个干扰信号和一个有用信号的幅度，ω1、ω2、ωs分别代表各自的角频率。将(4)式代入(3)式后可得



三阶交调产物实际上是有用信号被调幅干扰信号的调制信号调幅，它的谱线特点是对称地、等幅地分布在ωs的两边。当ω1-ω2或ω2-ω1这个频差不大于接收机同频带的一半时，将使有用信号形成调幅失真，一旦产生此干扰，它会伴随有用信号一直存在。
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三阶互调产物的频率恰等于有用信号频率ωs＝2ω1－ω2或2ω2－ω1时，形成虚假信号，造成干扰(实际上只要2ω1-ω2-ωs落在通频带内即会造成干扰)。
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干扰互调抑制度和干扰交调抑制度这两个参数，是对多个干扰信号同时作用时或接收多路信号时系统产生的非线性失真大小的衡量。
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系统的非线性是固有存在的，信号通过信道会发生某种程度的畸变，不管产生的干扰信号落在通带以外或落在通带以内，当其能量小于最小可鉴相信号或解调信号时，就不会对系统产生影响，该系统仍为线形系统。在设计中尽量避开或抑制干扰，使系统成为线性系统。?

五、接收信道的噪声设计考虑?

噪声系数的大小决定了接收机灵敏度的性能，因此系统中放大器、混频器、本振、滤波器的噪声应尽可能地小。?

对于无源、有损耗的器件，如滤波器或某些混频器，噪声系数由下式给出：



其中NF是器件的噪声系数，Lc是器件的变频损耗，FIF为前置放大器噪声因子，T为器件噪声温度比。?

有资料给出器件的T值大约为1左右，因此



式中KPm为器件增益。
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由（8）可知，要降低噪声系数的关键是第一级，不仅要求它的噪声系数小，而且还希望在电路稳定的情况下增益尽可能地大。因此在设计第一级放大器时，要选用低噪声器件，使放大器有高的功率增益，但系统中互调分量随输入信号的幅度而加大，故互调最大发生在后面级，因此噪声系数的选择必须兼顾两者，使系统的噪声系数满足要求即可。
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六、放大器的设计考虑?

在接收机中射频放大器放大微弱信号，在设计中应从增益、稳定性、选择性、噪声系数等方面来考虑：?

（1）射频放大器要有足够的功率增益、动态范围，才不致因信号饱和而使系统产生非线性失真；
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（2）在考虑信道增益的同时要考虑放大器的稳定性，合理地分配电路增益，为防止电路自激采取必要的工艺措施；?

（3）系统存在杂散干扰信号和噪声，因此放大器必须要有选择性，混频后接滤波器，以减小干扰和噪声；
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（4）射频放大器是由多级组成的，由前面分析可知，降低噪声系数的关键是第一级放大器，第一级必须采用低噪声器件；?

（5）增益控制电路一般连接在接收信道未端，这样插入损耗小、系统稳定、容易实现。

七、结束语?

微波器件的发展以及微波电路的微组装技术的提高，为设计、生产高稳定微波转发设备的接收机打下了良好的基础。通过综合设计，将会进一步提高设备的性能。希望本文的介绍能对从事工程设备前端设计的人员提供一些有益的参考。