一种小型化高灵敏度大动态宽带接收装置制造方法及图纸

技术编号:24148397 阅读:32 留言:0更新日期:2020-05-13 20:54
本实用新型专利技术公开了一种小型化高灵敏度大动态宽带接收装置,所述宽带接收装置采用集成电路,所述集成电路包括:天线、保护电路、带通滤波器、低噪声放大器、步进衰减器和模数转换器;天线、保护电路、带通滤波器依次连接,带通滤波器的输出端和第一单刀双掷开关的动端连接,第一单刀双掷开关的第一不动端和低噪声放大器的输入端连接。本实用新型专利技术的小型化高灵敏度大动态宽带接收装置采用集成电路,代替了传统的分立元件,因此,本方案的宽带接收装置提高了可生产性、可靠性、提升了动态范围等射频指标。

A miniaturized high sensitivity and dynamic broadband receiver

【技术实现步骤摘要】
一种小型化高灵敏度大动态宽带接收装置
本技术涉及信号接收
,具体涉及一种小型化高灵敏度大动态宽带接收装置。
技术介绍
随着世界军备竞赛愈演愈烈,短波通信部依赖于易被摧毁的固定基础设施,并且具有快速恢复通信联络等特点,因此依然在军用和民用领域大规模应用。但是短波通信的应用频率范围极窄,仅有1.6MHz~30MHz,即使所有的信道均为3kHz,也仅仅能容纳9467个信道,除去一些专用的民用电台,剩下的可用频点非常少,加上短波的电磁兼容环境比较复杂,因此动态范围和灵敏度,一直是非常重要的两个指标。在短波通信出现到2010年以来,短波通信一直采用传统的窄带通信方式,窄带通信使用的是超外差架构,窄带接收机在信道上一般有一个频率范围较窄的带通滤波器,可以滤除有用信号以外的无用信号,原理框图如图1所示。因此抗干扰能力较强,带内动态范围要求较低,一般50~60dB即可满足要求。在最近几年,短波通信也采用宽带接收机方式。但是宽带接收机与窄带接收机实现方式不一样,虽然说宽带接收机有些也使用的是超外差架构,但是在信道上并没有窄带滤波器,因此无法对带内的干扰信号进行滤除,加上一些侦察领域的应用场合,对灵敏度要求也比较高,因此灵敏度和动态范围,在宽带接收领域是两个极其重要的指标。宽带接收机的研究和发展由来已久,但是目前的射频前端还处于研究阶段,未达到产品的可靠生产状态。例如存在可生产性低,功耗高,调试复杂等缺点。特别是宽带接收机的前端放大器采用分立器件的方式,其原理框图如图2所示,这种方式具有噪声系数低,非线性好等特点,但是对印制板布线要求高,调试难度大,功耗接近2.2W,体积接近10mm*10mm,并且输入输出变压器为漆包线绕制方式,一致性不能保证,对布线的要求极高。同时,现有的宽带接收机的前端衰减器采用的是固定大衰减的方式,模拟AGC(自动增益控制电路)部分由固定衰减器组成,步进越小,需要的切换开关越多,其原理框图如图3所示,这种方式不利于AGC的实现。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服以上现有技术存在的不足,提供了一种调试难度低、功耗低和可靠性高的小型化高灵敏度大动态宽带接收装置。本技术的目的通过以下的技术方案实现:一种小型化高灵敏度大动态宽带接收装置,所述宽带接收装置采用集成电路,所述集成电路包括:天线、保护电路、带通滤波器、低噪声放大器、步进衰减器和模数转换器;天线、保护电路、带通滤波器依次连接,带通滤波器的输出端和第一单刀双掷开关的动端连接,第一单刀双掷开关的第一不动端和低噪声放大器的输入端连接,第一单刀双掷开关的第二不动端和第二单刀双掷开关的第二不动端连接,低噪声放大器的输出端和第二单刀双掷开关的第一不动端连接,第二单刀双掷开关的动端和步进衰减器的输入端连接,步进衰减器的输出端和模数转换器连接。优选地,所述保护电路包括依次连接的气体放电管、限流器、钳位二极管和限幅器;所述气体放电管,用于抑制几百伏至几万伏的浪涌电压;所述限流器,用于对瞬时大信号进行二次保护;所述钳位二极管,用于将信号限制在3V以下;所述限幅器,用于限制输出信号在+11dBm左右。优选地,所述钳位二极管包括4个BAS216管。本技术相对于现有技术具有如下优点:本方案的小型化高灵敏度大动态宽带接收装置采用集成电路,代替了传统的分立元件,因此,本方案的宽带接收装置提高了可生产性、可靠性、提升了动态范围等射频指标。同时降低了功耗,减少印制板面积,减少调试难度。所述集成电路包括:天线、保护电路、带通滤波器、低噪声放大器、步进衰减器和模数转换器;即自动增益控制电路由一个步进衰减器组成,特别方便本方案的宽带接收装置实现。经计算,方案的宽带接收装置灵敏度高。附图说明图1示出了传统的窄带通信使用的超外差接收机的原理框图。图2示出了现有的宽带接收射频前端的低噪声放大器的电路图。图3示出了现有的宽带接收射频前端的步进衰减器的原理框图。图4示出了根据本技术的小型化高灵敏度大动态宽带接收装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。参见图4、一种小型化高灵敏度大动态宽带接收装置,所述宽带接收装置采用集成电路,所述集成电路包括:天线11、保护电路12(ATT)、带通滤波器13(BPF)、低噪声放大器15(LNA)、步进衰减器17和模数转换器18(ADC);天线11、保护电路12、带通滤波器13依次连接,带通滤波器13的输出端和第一单刀双掷开关14的动端连接,第一单刀双掷开关14的第一不动端和低噪声放大器15的输入端连接,第一单刀双掷开关14的第二不动端和第二单刀双掷开关16的第二不动端连接,低噪声放大器15的输出端和第二单刀双掷开关16的第一不动端连接,第二单刀双掷开关16的动端和步进衰减器17的输入端连接,步进衰减器17的输出端和模数转换器18连接。在本实施例,所述保护电路12包括依次连接的气体放电管、限流器、钳位二极管和限幅器;所述气体放电管,用于抑制几百伏至几万伏的浪涌电压;所述限流器,用于对瞬时大信号进行二次保护;所述钳位二极管,用于将信号限制在3V以下;更进一步地,所述钳位二极管包括4个BAS216管。所述限幅器,用于限制输出信号在+11dBm左右。具体地,气体放电管可以抑制几百伏至几万伏的浪涌电压,可吸收高达一万安的浪涌电流,气体放电管用于避雷作用。经过第一级的避雷防护之后,信号经过TBU系列的过流过压二级保护(限流器),防止瞬时大信号进入信道,通过串接TBU防护。第三级采用双向高速钳位二极管,将信号限制在3V以下。双向高速钳位二极管选用4个BAS216管构成双向保护,单个BAS216反应时间4ns,可对后端电压进行快速保护。第四级保护采用宽带限幅器,当输入信号大于+12dBm时候,对信号进行保护,限制输出在+11dBm左右,保证连续波大信号电路不损坏。经过保护电路12后,送入带通滤波器13,可以预防带通滤波器13过载失真。带通滤波器13可根据实际需要进行配置,对带外干扰信号进行滤除。然后,信号送入前置放大器(低噪声放大器15),前置放大器具有噪声系数低,低失真等优点,可以根据输入信号的大小控制启用或者禁止,当启用时,可以产生约15dB的放大,提高整个信道的灵敏度。经过前置放大器后,信号到步进衰减器17。当信号过大时,首先步进衰减器17进行动作,在衰减1~3dB范围内,噪声系数恶化1~2dB,可以提升约1dB的动态范围。经过步进衰减器17后,信号到高速ADC。随着集成电路工艺的发展,16位ADC的转换速率可以达到100MSPS以上,可以满足短波频段射频直采的要求。本方案的小型化高灵敏度大动态宽带接收装置的基准灵敏度计算方法如下:根据公式S=-174+10lgB+NF+SNR,基准灵敏度主要由噪声系数决定,噪声系数越低,灵敏度越高。通过仿真,系统噪声系数NF≤10.55dB,对应灵敏度优于S=-174+10lg3000+10本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种小型化高灵敏度大动态宽带接收装置,其特征在于,所述宽带接收装置采用集成电路,所述集成电路包括:天线、保护电路、带通滤波器、低噪声放大器、步进衰减器和模数转换器;/n天线、保护电路、带通滤波器依次连接,带通滤波器的输出端和第一单刀双掷开关的动端连接,第一单刀双掷开关的第一不动端和低噪声放大器的输入端连接,第一单刀双掷开关的第二不动端和第二单刀双掷开关的第二不动端连接,低噪声放大器的输出端和第二单刀双掷开关的第一不动端连接,第二单刀双掷开关的动端和步进衰减器的输入端连接,步进衰减器的输出端和模数转换器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种小型化高灵敏度大动态宽带接收装置,其特征在于,所述宽带接收装置采用集成电路,所述集成电路包括:天线、保护电路、带通滤波器、低噪声放大器、步进衰减器和模数转换器;
天线、保护电路、带通滤波器依次连接,带通滤波器的输出端和第一单刀双掷开关的动端连接,第一单刀双掷开关的第一不动端和低噪声放大器的输入端连接,第一单刀双掷开关的第二不动端和第二单刀双掷开关的第二不动端连接,低噪声放大器的输出端和第二单刀双掷开关的第一不动端连接,第二单刀双掷开关的动端和步进衰减器的输入端连接,步进衰减器的输出端和模数转换...

【专利技术属性】
技术研发人员:甘明李永强尹文丰屈明伟
申请(专利权)人:广州海格通信集团股份有限公司
类型:新型
国别省市:广东;44

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