关于收发信机的研制综述

0 引言

微波收发信机可用于微波链路的中继站或终端站。微波发信机将具有基带电平的基带信号转变为大功率的射频信号，信号主信道由调制器、中频放大器、上变频器和功率放大器组成。基带信号的调制一般在中频进行，模拟微波一般采用调频制；数字微波一般采用移相键控或多元正交调幅制。中频放大器提供足够大的混频激励信号，功率放大器将信号放大到需要的功率[1]。

微波收信机是将携带有基带信号的射频信号转变为具有标称基带电平的基带信号，主信号由低噪声放大器、下变频器，中频放大器、解调器组成，低噪声放大器将接收的微弱射频信号进行放大，保证输入混频器的射频信号功率足够大，本振输出后需要加放大器，保证混频器输入端有足够的激励，使混频器正常工作，保证射频信号和本振信号混频后的中频输出信号有足够大的功率。中频放大器将混频后的中频信号再放大，要求中频放大器的前级用低噪声的放大器，放大后的中频信号经过解调器将信号还原为具有标称基带电平的基带信号。

本文以某收发信机为例，具体阐述收发信机在科研及生产上的研制过程。

1 某收发信机的研制任务书

某收发信机的研制要求：收发信机同时具有发射和接收功能，可通过开关控制接收和发射的切换。发射为一段带宽为110 MHz的射频信号，发射大功率要求≥31.8 dBm，小功率要求≥-5 dBm，接收为一个点频，通过变频器变为中频，要求中频输出功率为0 dBm，谐波抑制为30 dBc。发射频率为XX-XX；带宽为110 MHz；输出功率为31.8 dBm；输出小功率为-5 dBm；大功率电流为1.7 A，小功率电流为0.7 A；谐波抑制为50 dBc；接收抑制为30 dBc。

2 方案设计

接到研制任务书后，分析客户提供的指标，制订研制方案。根据指标制定研制方案框图如图1所示。

图1 研制方案框图

图1为本产品设计基本思路。

首先，发射部分射频信号是由锁相环、晶振、单片机提供的，经过可调衰减器调节功率的大小，再经过功率放大器放大射频信号，由低通滤波器滤掉谐杂波，经过开关选择后输出。

其次，接收部分接收一个点频信号，经过低噪声放大器放大后再经过带通滤波器滤除谐波杂波，信号输入混频器，本振信号由锁相环、晶振、单片机提供，经过放大器之后输入混频器，接收的信号和本振信号通过混频器混频后，输出一个中频信号，再经过低通滤波器滤除谐杂波，输出给客户的接收端口。

3 选型选材

3.1 器件选型

（1）开关选用SKYWORKS公司生产的SKY－397LF，隔离度为22～34 dB，插损为0.35～0.8 dB，功率为33.01 dBm。

（2）发射的锁相环选TI公司的LMX2541SQ2380E，内部有VCO，频率范围为2 200～2 530 MHz。

（3）数控衰减器选Peregrine公司的Pe，步进为0.25 dB、0.5 dB、1 dB，最大衰减为31.75 dB。

（4）功率放大器选RFMD公司的RFPA2026，频率为700 MHz～2.7 GHz，输出功率为33 dBm。

（5）发射低通滤波器为电感电容组成的LC滤波器。

（6）接收的锁相环选用Silicon公司的SI4133，它的输出有2个频率范围，选用RF1∶900 MHz～1.8 GHz。

（7）本振放大器选用AD公司的ADL5545，增益为24 dB，功率为18 dBm。

（8）接收低噪声放大器选用AVAGO公司的AST54S，噪声系数为0.4 dB，增益为19 dB，功率为18 dBm。

（9）混频器选用ADI公司的HMC213MS8E。

（10）混频后的低通滤波器选用MINI公司的LFCN-400。

3.2 板材选型

板材选用介电常数为4.6的FR-4环氧板，环氧板是一种绝缘材料，有较高的机械性能和介电性能，较好的耐热性和耐潮性，可以在潮湿的环境中工作，并具有良好的机械加工性，被广泛应用于电子产品中[2]。

由于本产品要求抗振动、抗冲击，所以选用环氧板作为基材。其他类似产品已多次选用这种材料的板材，能够经受住客户所要求的振动量级，可选用FR-4作为电路板基材。

3.3 盒体选型

盒体选用防锈铝，表面导电氧化，这种材料具有优良的耐腐蚀性，同时具有高塑性、低强度、易于加工成型，并具有良好的光泽和低温性能。

4 部件仿真

本产品发射链路上输出端使用的是低通滤波器，它是由电感电容组成的，需要用软件进行仿真，使用ADS2009软件完成仿真，仿真结果如图2所示。

图2 仿真结果

文章来源：《科技与金融》 网址: http://www.kjyjr.cn/qikandaodu/2021/0626/2611.html