一、前言

現代民用及軍用設施使用電子設備繁多，電磁環境復雜，相互干擾嚴重。一般地，車、船和飛機上的通信設備收發機都集成在一起。以短波通信設備為例，發射機的殘余信號在接收機輸入端產生的電平達120dBµV（即13dBm）或更高。而接收機所需接收的微弱信號電平可能僅-6～0dBµV（即-117～-113dBm）。因此，要求接收機處理的信號動態范圍高達120～126dB。另外，高電平干擾信號與所接收信號頻率僅相距數十千赫，所以，高電平干擾信號和它們在接收機中產生的互調產物會嚴重影響接收機的輸出信噪比。為了降低這種影響，就要求接收機具有以下性質：

· 高選擇性，接收機的動態范圍盡可能要大；
· 高線性，在信道濾波之前，降低帶外高電平干擾信號在信道濾波器通帶內產生的互調產物；
· 極低的本振相位噪聲，以免鄰近的干擾信號將本振噪聲轉換到接收機信道帶寬內。

作為接收機重要組成部分的接收機射頻前端是接收機動態性能的關鍵部件，它工作于中頻放大器之前。諸如動態范圍、互調失真、-1dB壓縮點和三階互調截獲點等，都與接收機前端的性能有直接關系。本文以下將介紹接收機中的射頻前端設計技術。

二、射頻前端的幾種結構

1、最簡單的射頻前端結構

接收機前端電路有幾種不同的結構。圖1示出了一種最簡單的形式。這種結構無射頻放大器，在帶通濾波器之后，只有混頻器和本機振蕩器。帶通濾波器的輸入來自天線，其輸出經過混頻器到達中頻放大器進行后續處理。

圖1  簡單射頻前端結構

這種結構的主要特點是：第一，在實現中所需成本比其它結構少；第二，避免由于處理無用的能量而消耗混頻器的動態范圍。

帶通濾波器具有良好的前向性能（在通頻帶范圍內）和良好的反向隔離性能。這樣可以防止本振信號能量輻射到天線，進而避免天線輻射這些信號能量。帶通濾波器有三個主要任務：

· 限制輸入信號的帶寬以使互調失真最小；
· 削弱亂真響應，主要是鏡象頻率和1/2-中頻頻率問題；
· 抑制本機振蕩器輻射到天線的能量。

2、稍微復雜的前端結構

第二種前端結構如圖2所示。這種結構使用了一個射頻放大器。該射頻放大器的增益較低--一般低于20dB。高于20dB的增益可能會使系統穩定性受到損害，并且不能達到互調截獲點。

圖2  使用射頻放大器的前端結構

射頻放大器的目的是隔離混頻器，同時在混頻之前將信號放大。這種放大可以補償混頻器和帶通濾波器中的損耗。射頻放大器的主要特點是改進了混頻器/本機振蕩器電路與天線電路之間的隔離。

3、更完善的前端結構

第三種結構如圖3。與上述兩種結構相似，該結構也有混頻器和本機振蕩器電路，或者是包含混頻器和本機振蕩器的轉換器。該結構與前一種結構的不同之處是增加了一個帶通濾波器。

圖3  更復雜的前端結構

兩個濾波器可以有同樣的中心頻率，但這并不是最好的設計方法。一般將第二個濾波器的頻率調至鏡象頻率，該頻率是射頻加上或減去2倍的中頻，并與射頻信號分別位于本振頻率的兩邊。這樣，該鏡象頻率與射頻信號一樣，在混頻器中經過同樣處理，因此可以作為有效信號在系統通過。