一種用于射頻直接采樣接收機(jī)的高增益放大器及實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于射頻直接采樣接收機(jī)的高增益放大器及實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高速A/D、D/A、DSP器件性能的不斷提高，使接收機(jī)的射頻直接帶通采樣技術(shù)有了施展的平臺(tái)。射頻直接采樣接收機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)超外差接收機(jī)來說，具有可重配置性強(qiáng)，靈活、開放等特點(diǎn)，容易形成模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。通過射頻直接采樣技術(shù)，使用分路濾波和帶通采樣方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多路射頻信號(hào)的同步采集，可對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行同步傳輸。射頻直采技術(shù)必然要用到高增益射頻放大器，因?yàn)樘炀€接收下來的信號(hào)幅度是μ V級(jí)別的，而A/D的最小分辨率也要數(shù)十mV，這就需要高增益放大器(增益100dB以上)把微弱的射頻信號(hào)放大到適合A/D器件采樣的幅度，并且要盡可能地降低放大器的噪聲系數(shù)，以使放大器的輸出信號(hào)有足夠的信噪比供后面的電路采樣和數(shù)據(jù)處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的狀況及存在的不足，本發(fā)明提供了一種用于射頻直接采樣接收機(jī)的高增益放大器及實(shí)現(xiàn)方法，以應(yīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)需要高增益放大器的需求。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是:一種用于射頻直接采樣接收機(jī)的高增益放大器，包括二個(gè)金屬盒體，其特征在于:還包括高增益放大器電路，所述高增益放大器電路由第一放大單元和第二放大單元構(gòu)成，所述第一放大單元包括LC帶通濾波器1、寬帶低噪聲放大器、聲表濾波器1、高頻三極管1、聲表濾波器I1、高頻三極管I1、電子濾波器1、電子濾波器I1、電子濾波器III，具體連接為:天線收到的工作頻帶內(nèi)的信號(hào)依次通過LC帶通濾波器1、寬帶低噪聲放大器、聲表濾波器1、高頻三極管1、聲表濾波器II與高頻三極管II連接，通過射頻輸出插座輸出放大后的信號(hào)；電源通過電子濾波器I接寬帶低噪聲放大器，電源通過電子濾波器II接高頻三極管I，電源通過電子濾波器III接高頻三極管II;
所述第二放大單元包括LC帶通濾波器I1、高頻三極管II1、晶體濾波器、高頻三極管IV、數(shù)控衰減器、集成射頻放大器、LC低通濾波器、電子濾波器IV、電子濾波器V、電子濾波器VI，具體連接為:第一放大單元的輸出放大后的信號(hào)依次通過LC帶通濾波器I1、高頻三極管II1、晶體濾波器、高頻三極管IV、數(shù)控衰減器、集成射頻放大器與LC低通濾波器連接，經(jīng)過濾波后的信號(hào)加到輸出端的射頻插座；電源通過電子濾波器IV接高頻三極管III，電源通過電子濾波器V接高頻三極管IV、電源通過電子濾波器VI接集成射頻放大器；
第一放大單元放置在一個(gè)金屬盒內(nèi)，第二放大單元放置在另一個(gè)金屬盒內(nèi)，第一放大單元和第二放大單元通過電纜連接。
[0005]—種用于射頻直接采樣接收機(jī)的高增益放大器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:步驟如下，將整個(gè)高增益放大器分為2個(gè)放大單元:第一放大單元和第二放大單元；
第一放大單元的工作過程:天線收到的工作頻帶內(nèi)的信號(hào)首先由第一放大單元的射頻輸入插座接入，經(jīng)過LC帶通濾波器I，此LC帶通濾波器I的插損2dB，加到寬帶低噪聲放大器產(chǎn)生20dB的增益，之后經(jīng)過聲表濾波器I進(jìn)行濾波，約有3dB的插損，再經(jīng)過高頻三極管I放大產(chǎn)生22dB的增益，經(jīng)過聲表濾波器II進(jìn)行濾波，有3dB的插損，再經(jīng)過高頻三極管II放大，有22dB的增益，放大后的信號(hào)加到第一放大單元的射頻輸出插座，
第一放大單元的增益計(jì)算如下:
第一放大單元的增益=_2 dB +20 dB -3 dB +22 dB -3 dB +22 dB =56dB ；
第二放大單元的工作過程:第一放大單元的射頻輸出接到第二放大單元的射頻輸入，經(jīng)過LC帶通濾波器II，此LC帶通濾波器II的插損2dB，加到高頻三極管III這一級(jí)電路放大，有22dB的增益，之后經(jīng)過晶體濾波器進(jìn)行濾波，晶體濾波器有3dB的插損，再經(jīng)過高頻三極管IV這一級(jí)電路放大，有22dB的增益，之后通過數(shù)控衰減器，數(shù)控衰減器的衰減量步進(jìn)為ldB，它的作用是調(diào)節(jié)整機(jī)總的增益，還可以用作整機(jī)增益的高低溫補(bǔ)償，經(jīng)過數(shù)控衰減器的信號(hào)最后送到集成射頻放大器，這級(jí)有23dB的增益，輸出的信號(hào)經(jīng)過后面的低通濾波器進(jìn)行濾波，慮除諧波分量，低通濾波器有l(wèi)dB的插損，經(jīng)過濾波后的信號(hào)加到輸出端的射頻插座，
第二放大單元的增益計(jì)算如下:
第二放大單元的增益=_2 dB +22 dB -3 dB +22 dB +23 dB -1 dB =61dB，
這樣，整機(jī)的增益就有第一放大單元的增益+第二放大單元的增益=117dB ;
上述使用的有源放大器都是寬帶器件，級(jí)間配有LC帶通濾波器或者聲表濾波器或者晶體濾波器，根據(jù)接收頻率來確定這些濾波器的中心頻率。LC帶通濾波器和聲表濾波器的帶寬較寬，通常達(dá)幾MHz到十幾MHz，目的是為了縮小高增益放大器的帶寬，從而降低噪聲功率提高輸出信號(hào)的信噪比，晶體濾波器的帶寬較窄，從幾KHz到幾百KHz，使用晶體濾波器是為了選出需要接收的信號(hào)；
本高增益放大器由于有很高的增益，其中各級(jí)放大器極易因耦合造成正反饋?zhàn)约?，故每?jí)放大器的供電電路上都加了電子濾波器，使得每級(jí)都用“純凈”的電源供電。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明與射頻直接采樣接收機(jī)配合使用，實(shí)現(xiàn)了無線接收機(jī)的射頻直接解調(diào)接收，相對(duì)于傳統(tǒng)的超外差接收機(jī)在靈敏度指標(biāo)上有3 - 4dB的提高，并且省去了超外差接收機(jī)中的頻率合成器，也避免了高低溫環(huán)境下合成器頻率偏移引發(fā)的靈敏度下降的問題。
[0006]整個(gè)放大器增益117dB，可以在寬頻段范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，具有溫度補(bǔ)償功能，保證整機(jī)在_25°C?55°C范圍內(nèi)增益變化不超過3dB。
[0007]整機(jī)具備極好的低噪聲性能。前級(jí)使用超低噪聲放大元器件以及輸入端合適的低插損濾波器使得整機(jī)的噪聲系數(shù)不超過2dB。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的電路連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1所示，一種用于射頻直接采樣接收機(jī)的高增益放大器，包括二個(gè)金屬盒體，還包括高增益放大器電路，高增益放大器電路由第一放大單元和第二放大單元構(gòu)成，第一放大單元包括LC帶通濾波器1、寬帶低噪聲放大器、聲表濾波器1、高頻三極管1、聲表濾波器I1、高頻三極管I1、電子濾波器1、電子濾波器I1、電子濾波器III ;具體連接為:天線收到的工作頻帶內(nèi)的信號(hào)依次通過LC帶通濾波器1、寬帶低噪聲放大器、聲表濾波器1、高頻三極管1、聲表濾波器II與高頻三極管II連接，通過射頻輸出插座輸出放大后的信號(hào)；電源通過電子濾波器I接寬帶低噪聲放大器，電源通過電子濾波器II接高頻三極管I，電源通過電子濾波器III接高頻三極管II。
[0010]第二放大單元包括LC帶通濾波器I1、高頻三極管II1、晶體濾波器、高頻三極管IV、數(shù)控衰減器、集成射頻放大器、LC低通濾波器、電子濾波器IV、電子濾波器V、電子濾波器VI ;具體連接為:第一放大單元的輸出放大后的信號(hào)依次通過LC帶通濾波器I1、高頻三極管II1、晶體濾波器、高頻三極管IV、數(shù)控衰減器、集成射頻放大器與LC低通濾波器連接，經(jīng)過濾波后的信號(hào)加到輸出端的射頻插座；電源通過電子濾波器IV接高頻三極管III，電源通過電子濾波器V接高頻三極管IV、電源通過電子濾波器VI接集成射頻放大器；
第一放大單元放置在一個(gè)金屬盒內(nèi)，第二放大單元放置在另一個(gè)金屬盒內(nèi)，第一放大單元和第二放大單元通過電纜連接。
[0011]由于整個(gè)放大電路增益很高，為避免輸入與輸出之間耦合而造成放大器自激，將第一放大單元和第二放大單元分別獨(dú)立的設(shè)置在具有優(yōu)良屏蔽性能的一個(gè)金屬盒內(nèi)，兩個(gè)放大單元的射頻連接采用泄漏極低的剛性電纜，以切斷第一放大單元和第二放大單元輸入和輸出之間的耦合，使其可以穩(wěn)定工作。
[0012]—種用于射頻直接采樣接收機(jī)的高增益放大器的實(shí)現(xiàn)方法，步驟如下:將整個(gè)高增益放大器分為2個(gè)放大單元:第一放大單元和第二放大單元。
[0013]第一放大單元的工作過程:天線收到的工作頻帶內(nèi)的信號(hào)首先由第一放大單元的射頻輸入插座接入，經(jīng)過LC帶通濾波器I，此LC帶通濾波器I的插損2dB，加到寬帶低噪聲放大器產(chǎn)生20dB的增益，之后經(jīng)過聲表濾波器I進(jìn)行濾波，約有3dB的插損，再經(jīng)過高頻三極管I放大產(chǎn)生22dB的增益，經(jīng)過聲表濾波器II進(jìn)行濾波，有3dB的插損，再經(jīng)過高頻三極管II放大，有22dB的增益，放大后的信號(hào)加到第一放大單元的射頻輸出插座。
[0014]第一放大單元的增益計(jì)算如下:
第一放大單元的增益=_2 dB +20 dB -3 dB +22 dB -3 dB +22 dB =56dB。
[0015]第二放大單元的工作過程:第一放大單元的射頻輸出接到第二放大單元的射頻輸入，經(jīng)過LC帶通濾波器II，此LC帶通濾波器II的插損2dB，加到高頻三極管III這一級(jí)電路放大，有22dB的增益，之后經(jīng)過晶體濾波器進(jìn)行濾波，晶體濾波器有3dB的插損，再經(jīng)過高頻三極管IV這一級(jí)電