一种多通道大宽带接收通道设计

张良 陶长亚

摘 要：阐述了接收通道的传统设计方案，介绍其原理以及缺点。本文采用超外差设计方案，阐述多通道存在的串扰抑制问题设计方案以及技术实现方法，阐述多通道大带宽的技术实现方法。仿真结果表明，所提出方案可解决上述问题。

关键词：接收通道;多通道;串扰;大带宽

1 引言

常见接收通道方案有零中频方案、镜像抑制【1】方案、超外差式方案【2-3】等。零中频接收方案采用两个相互正交的本振信号去与输入射频信号进行混频，直接将信号从射频搬移到零频，通道的架构比较简单，并且不需要射频镜像抑制滤波器。但零中频接收方案通道的灵敏度和动态范围等指标相对较差，无法满足通信测试设备高灵敏度的要求。镜像抑制接收方案采用改变电路结构来抑制超外差接收机中的镜像频率干扰。由于实际应用时两个支路存在幅度和相位的不匹配问题，在大带宽通信测试时，直接会影响测试设备的动态范围，降低测试设备指标。

2 多通道宽带信号接收模块的设计与实现

2.1 多通道串扰抑制设计与技术实现

2.1.1 多通道串扰抑制设计

接收通道方案设计采用传统的超外差式方案设计。八通道接收模块中有一路同时具备实时解调和频谱扫描功能，方案设计原理如图1所示。

2.1.2通道串扰抑制技术实现

因为输入的20-6000MHz的射频信号频率范围宽，当采用超外差式设计方案时需要对镜像信号和寄生信号进行滤波抑制，所以在射频信号进入第一混频器之前利用滤波器组对其进行滤波处理，提高变频通道指标。

为解决多通道内部和通道之间的串扰问题【4】，采用模块化设计，对于每个通道内部不同频率、不同功率的电路模块实施分仓屏蔽技术处理，抑制不同电路模块之间的串扰。每个电路模块都充分接地，板级间的射频信号走线全部采用钢缆连接。实现每个通道的射频信号都在屏蔽盒和钢缆内部传输。

2.2多通道100MHz大带宽设计与技术实现

2.2.1 多通道100MHz大帶宽设计

因为LTE-Advanced信号采用宽带OFDM调制技术，系统最大带宽为20MHz，又由于3GPP LTE Release 10、11协议标准中规定带内连续5 载波聚合技术的应用，要求通道最大分析带宽达到100MHz。这主要体现在二次变频后的中频滤波器的指标上，要求通带频率134.32～234.32MHz，带内功率平坦度<0.5dB。

2.2.2多通道100MHz大带宽技术实现

LTE-Advanced信号采用宽带OFDM调制技术，系统最大带宽为20MHz，但LTE-A带内连续多载波聚合信号的最大带宽为100MHz，射频通道须提供100MHz大带宽，用现代仿真技术设计通带频率134.32～234.32MHz，带内功率平坦度<0.5dB宽带的中频滤波器，因为滤波器的相对带宽55%，设计难度很大。

通过滤波器仿真设计，采用模块设计、充分接地设计和分仓屏蔽技术解决串扰干扰。使用滤波技术实现对杂散信号的抑制，通过100MHz宽频带和小于0.5dB功率平坦度通道设计，提高了矢量信号分析的EVM指标。

3 测试结果与分析

根据对镜像频率和三阶交调的计算，射频输入信号RF：3.64-4.54 GHz，LO： 4.86682～5.76682 GHz，IF： 1.22682GHz，镜频： 6.09364GHz，3阶交调： 5.19364，1.51318 GHz。相应的需要宽带滤波器对其进行滤波。利用仿真软件ADS2009自行设计，直接印制在PCB上。仿真结果和实物如图2所示。

4 总结

本文利用二次变频和现代仿真技术解决了多通道的串扰以及大带宽设计技术难题。本方案已经在工程中得到了实际应用，此外，实际电路设计中，还需要充分考虑结构要求、环境适应性、电磁兼容性等其他方面的因素。

参考文献：

[1]Reinhold Ludwig，Pavel Bretchko（美）著，张肇仪，徐承和等译.射频电路设计—理论与应用[M].北京：电子工业出版社.2002：359-383.

[2]蒲蔚妮.L波段收发组件接收通道的设计分析J.电子技术与软件工程（55） ：53-55.

[3]梁 进 波. 超 外 差 接 收 机 附 加 接 收 通 道 抗 干 扰 分 析J.研究与分析2005，31（3） ：11-12，17.

[4]梁博.一种接收超宽射频信号的方法研究与仿真分析J.舰船电子对抗2016，39（2）：41-45.

作者简介：

张良（1992.10—），男，汉族，安徽蚌埠，硕士研究生，助理工程师，研究方向：射频通信。

（中电科思仪科技（安徽）有限公司，安徽 蚌埠 233010）