5.8GHz微波接收机电路设计方案

一般而言，IdB输入压缩点Pldb-in要比三阶互调截断点约低10dB，所以RSU接收机总的Pldb-in约为-18dBm，故接收端动态范围为 -99dBm--18dBm。本系统正常通信时接收端工作信号范围为-97dBm--84dBm，但因为发射机的输出功率为18dBm，而收发天线之间的 隔离度>但因为发射机的输出功率为18dBm，而收发天线之间的 隔离度>38dB，考虑发射的强信号耦合，则接收机收到的最大信号Pmax=(18-38)dBm=-20dBm。故实际接收射频信号端动态范围为 -97dBm~-20dBm。显然，RSU接收机的动态范围满足系统的要求。

1．5 RSU接收机的微波部件设计、仿真和制作

射 频带通滤波器采用耦合微带线三级级联方式，结构紧凑，寄生通带的中心频率较高，适用频带范围大。图3为带通滤波器仿真的S21和S11参数图，带通滤波器 3dB带宽为5．65GHz~5．95GHz，在5．3GHz和6．3GHz带外频率点处衰减>20dB。实际测试的带内插损S21比仿真设计的要 大1~2dB，这是因为滤波器相对频带仅为4％左右，此时耦合线的辐射损耗对Q值影响大，导致带内衰减加大。

扇形线应用于微波有源器件的直流偏置电路中，它与隔直电容一起确保直流偏置与射频信号的隔离。扇形的长度和连线长度都为中心频率1／4波长左右，连线一般作 成弯曲的形式，便于对其长度进行微调，夹角为45度如图4扇形线的S11和S22参数仿真图所示，扇形偏线在5．7GHz~5．9GHz频段内，插损小于 0．5dB，其回波损耗约大于40dB，故能较好地对射频信号进行隔离。

2 接收机电路设计技术

2．1 OBU电路设计

OBU电路框图如图5所示，SB_out为唤醒直流输出最大信号， DATA_out为解调后的下行FMO码输出，MOD为下行的2MHz载波的BPSK调制信号输入端，OBU有闲置、下行和上行方式三种工作模式，由WK in和T／R来选择控制。OBU的唤醒灵敏度约为-40dBm，转发损耗约为-6dB。在PCB制作时，要注意周边器件尽量靠近IC，布线尽量短，减少分 布参数的影响。在RF端口接一1／4波长的短接线到地，保护OBU不受静电或其它瞬态干扰损坏。

2．2 RSU接收机低噪声放大电路

为了更好地达到噪声与增益的平衡，本系统采用了两级低噪声放大。要把idb压缩点小、噪声系数小和增益大的作为前级放大。要注意低噪曹的防静电保护和电磁屏蔽，防止其振荡影响性能。

2．3 RSU接收机混频器电路设计

一 般说来，无源平衡混频器的性能最好，它具有较高的二阶、三阶截获点，有更好的噪声平衡性能，但缺点是需要大的本振功率并具有较大的变频损耗。这里采用无源 双平衡混频器MMIC，在RF信号频率为5．8GHz、本振LO输入功率为10dBm的情况下，变频损耗为8dB，双边噪声系数为5dB(双边带为 8dB)，输入1dB压缩点为9dBm，三阶互调截断输入点为14dBm，本振-射频信号的隔离度为30dB，本振-中频的隔离度为25dB。

2．4 RSU接收机中频滤波／放大电路

中频系统的频率特性如中心频率、通频带、带内起伏、带外衰减等主要取决于中频滤波器，通常为LC型滤波器，这里采用低通-高通构成的带通滤波器。BPSK信 号的频谱类似载波抑制的双边带，其带宽为基带信号带宽的2倍，即500kHz。但考虑到2MHz或1．5MHz作为载波中心频率，所以滤波器中心频率为 1．75MHz，3dB带宽为1MHz，带外抑制在0．3MHz处大于30dB，滤除因反射强耦合混频后产生的直流低频信号，在10MHz处大于 35dB，防止带外信号的干扰。

中频放大器由四级组成，前三级为低噪声系数和宽频带工作范围的双极型放大器MMIC，末级为视频宽带运放。四级增益共为7&lB左右。因为增益高，很容易导致正反馈产生自激，可在级间并接稳定电阻到地，一般为100欧姆左右。

2．5 日SU接收机系统指标测试

RSU 接收机系统指标测量方案如下：接收机本振端输入频率为5797．5MHz，功率为10dBm的频率源，网络分析仪HP8753ET输出端经衰减器衰减后与 接收机信号端相连，HP8753ET输出频率为5799．5MHz的单频连续波，功率可调整，用频谱仪测试中放2MHz频率处的输出功率值，测试结果如表1。

表1实验测试结果

由表1可见，实际的本体噪声要比设计的大2dB左右。在输人为-97dBm处，输出信号信噪比S／N为11dB。当接收机信号端输入功率为-82dBm时， 出现削顶失真。但在接收机信号端输入功率为-97dBm·-84dBm时，增益为+87dB，基本都呈线性放大，满足系统要求。

本文提出丁一套5．8GHz的微波接收机电路，并给出了实验结果。它可应用于基于DSRC的高速公路无线不停车收费系统或其他工作频率为5．8GHz的无线通信系统。