5.8GHz微波接收机电路art计

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:433

摘要：提出了一种5.8ghz微波接收机电路设计方案，针对系统标准给定的要求，提出了接收机系统设计的原理和方法，介绍了具体电路设计，给出了实验结果和分析。

关键词：dsrc 噪声系数灵敏度动态范围混频器

dsrc作为一种专用的无线短距通信协议，主要针对固定于车道或路侧的路侧单元(rsu)与转载于移动车辆上的车载单元(obu)之间的通信接口规范。本文采用广泛使用的被动式欧洲dsrc标准，其主要技术指标如下：工作频率为5．8ghz，下行数据为fmo编码，速率为500kbps，调制方式为幅度(am)调制；上行数据为nnzi编码，速率为250kbps，调制方式为2mhz或1．5mhz副载波的二进制相移键控(bp5k)调制，数据误码率为10-6。图l为dsrc通信系统工作模式。它采用半双工的通信模式，主要有两种工作方式：下行和上行方式。当在下行方式时，rsu为发射模式，而obu为接收模式，rsu发射以am调制方式把调制信号f am加到5．8ghz的载波频率f0上。当在上行方式时，rsu为接收模式，而obu为发射模式，rsu发射连续的j．schz载波fo给obu，并与obu中的2mhz或1．5mhz的副载波bp5k调制信号fm混频后，再通过天线反射回r5u上的接收机进行同步解调。

本文针对dsrc通信系统给定的要求，提出了一套含obu和rsu的频率为5．8ghz的微波接收电路，具有灵敏度高、动态范围大等特点，并在最后介绍了系统的实验情况。

图1

1 设计原理

1．1接收系统的作用距离和灵敏度估算

obu的下行唤醒作用距离为：

(1)式中，λ=载波的波长=5cm；po=rsu发射机的功率输出=18dbm；gt为rsu的天线增益：13db；gr=obu的天线增益=6db；ls=车辆挡风玻璃造成的损耗=-5db；smin=obu的唤醒灵敏度=-40dbm。因此可求得obu的下行唤醒作用距离在15m左右。

obu接收到的功率，经obu的bp5k副载波调制后，再发射回rsu接收机，故接收功率为：

(2)式中，lb为obu的副载波调制和转发损耗，约为-6db；月为上行链路时obu与rsu接收机的距离。所以当只为5m-1lm的正常通信范围时，r5u接收机射频端的动态起伏为-84dbm~-97dbm，rsu接收机灵敏度必须<-97dbm。

1．2 rsu接收机的总体设计

本系统为微波反射式系统，obu反射rsu发射机的载波作为上行发射载波，故rsu接收机的rf信号与本振10信号相同。所以本接收机采用零中频接收方案设计，因为上行副载波bpsk调制信号是双边带调制，它的频谱位于载频的两边，故不需要镜频抑制。如图2所示，rsu接收机主要由射频带通滤波器、低噪声放大器、1昆频器、中频带通滤波器和中频放大及bpsk解调电路组成。

图2

针对系统对接收机的要求，在接收机设计中，主要注重以下几个方面：接收机的噪声系数设计、接收机的大动态范围设计、接收机微波无源部件的准确设计。考虑其全面的性能，在具体电路设计中，必须均衡设计各级的噪声系数、功率增益，保证各个无源部件的准确性，合理分配部分电路的指标，以达到系统对接收机的要求。

1．3 rsu接收机的灵敏度

对于相干解调的bpsk信号的比特误码率ber为：

(3)式中，s／n为输入信号的信噪比。因此，为了获得10-6或更少的数据误码率，中频放大器端的信噪比必须大于10．5db。而rsu接收机所需的信号功率可表示为：

pur=10lg(kt)+10lgb+nf+s/n (4)

(4)式中，k=波尔兹曼常数，t=室温(290k)，b=中频带宽=1mhz，nf=rsu中频放大器前端的噪声系数，s／n为中频放大器输入端信噪比>10．5db。

rsu中频放大器前端的噪声系数为：