VHF跳頻電臺發射機射頻前端研究

袁志城

（國家新聞出版廣電總局五六四臺 102434）

VHF跳頻電臺發射機射頻前端研究

袁志城

（國家新聞出版廣電總局五六四臺 102434）

在VHF跳頻電臺發射機結構中，射頻前端的性能好壞將對發射機的發射性能起到至關重要的影響。基于這種認識，本文對發射機射頻前端的指標展開了分析，并且對射頻前端的各個組成部分展開了研究，從而為關注該技術的人們提供參考。

VHF跳頻電臺；發射機；射頻前端

引言

作為能夠實現傳輸信號載波頻率離散化傳輸的通信方式，跳頻通信具有較強的抗衰落和抗干擾能力，所以其在軍事領域得到了廣泛的應用。而優化VHF跳頻電臺發射機的射頻前端設計，則能夠使發射機的以適宜功率進行信號發射，所以能夠避免發射機信號發射給其他設備帶來影響，繼而更好的進行該種發射機設備的推廣和應用。

1 發射機射頻前端的指標分析

在整個發射機中，射頻前端是重要的組成部分，可以將發射的中頻信號轉換成高頻信號。而能否進行小信號的檢測，將決定發射機的靈敏度。能否進行大信號的發射，將決定發射機的動態范圍。此外，如果發射機的射頻前端具有良好的線性度，也能夠減少系統的交調失真和互調失真現象的出現。根據發射機的選擇性、動態范圍、中頻抑制、噪聲系數和靈敏度等性能要求，可以進行射頻前端各項技術指標的分配。具體來講，就是將其頻率范圍設定為30～90MHz，增益設定為53±0.5dB，增益波動設定為3dB，輸出功率設定為8W。此外，射頻前端還要滿足交調雜散不大于-17dBm和輸入/輸出駐波比不大于1.5：1的條件[1]。

2 VHF跳頻電臺發射機射頻前端研究

2.1 射頻前端功放研究

作為能量轉換器件，射頻功率放大器是發射機的主要組成部分，可以在射頻段上將已調信號利用功率放大器放大，然后將其輸送到天線中發射。而除了確保發射機可以進行足夠大信號的發射，放大器還要確保發射機信號發射不對相鄰信號造成干擾。為獲得更高的增益，則需要使用并行式和推挽式的功率放大器結構。考慮到射頻功率放大器需要在較高射頻頻段工作的問題，需要進行小信號高頻放大器的設計。在實際設計中，還要對電磁兼容的問題進行考慮，并且做好晶體管選型問題的考慮，以便使設計出的射頻功率放大器滿足技術指標要求。在設計的過程中，需要利用S參數進行主動元件的振蕩傾向的評估，以確保主動元件在輸入端和輸出端具有一定的穩定性，能夠在與任何阻抗連接時保持穩定工作。

2.2 射頻前端輸入輸出阻抗研究

隨著頻率的變化，功放管在大信號下的輸入輸出阻抗也會出現較大的變化。所以，還需要根據輸入阻抗隨頻率變化情況進行寬帶匹配電路的設計。具體來講，就是在進行RF功率晶體管的輸出阻抗設計時，需要使用電容Cout等效，以便對其頻率響應進行分析。根據頻率響應情況，可以使用兩個電抗性元件將負載阻匹配到需要的輸入阻抗，以便進行二元匹配網絡的構建。在此基礎上，則可以使用傳輸線變壓器進行阻抗匹配和寬帶耦合，以便使頻帶寬度得到拓展，并且使高壓器進行高頻響應問題的克服[2]。而傳輸線變壓器是有效耦合元件，可以有效進行功率合成及分配，并且能夠實現阻抗變換。在進行傳輸線纏繞時，可以使用單環繞法和三平衡繞法，并且能夠取得較好的應用效果。

2.3 射頻前端數控跳頻濾波研究

在射頻前端，還擁有數控跳頻濾波器結構。隨著二極管技術的發展，可以使用變容二極管進行跳頻濾波器的研制，以便使發射機射頻前端的中心頻率得到連續調節，并且使濾波器獲得成本低、體積小和容易調試的優勢。但是，使用變容二極管不容易使濾波器達到窄帶，并且容易產生低插入損耗。在中心頻率范圍較寬的情況下，使用該種二極管還將導致濾波器難以適應溫度變化。所以，還要使用PIN二極管開關進行電容陣列的電容網絡調節，以便進行電調帶通濾波器的研制。而使用該種二極管，可以使濾波器具有較高的技術指標，并且擁有穩定的性能，所以可以輕松進行濾波器的數字控制。在發射機功放輸出端進行該種濾波器的應用，則能夠構成頻率合成器輸出端，并且實現射頻前端高放信號的預選濾波。

2.4 射頻前端電磁兼容研究

考慮到發射機射頻前端的功放輸出功率為8W，并且具有頻帶寬和增益大的特點，所以還要進行前端電磁干擾問題的考慮。因為，如果沒能較好進行前端電磁兼容設計，就會導致功放的技術指標受到嚴重影響，甚至直接導致功放自激。所以在設計的過程中，需要使系統良好接地，因此需要使PCB板與散熱機殼保持良好接觸，并且避免板子凸凹不平。其次，需要使小信號輸入端與大信號輸出端保持一定的距離，從而防止信號串擾。同時，需要做好各部分電路的屏蔽設計，從而防止數字電路之間產生相互干擾[3]。再者，需要做好電源旁路濾波和高低頻扼流設計。而針對輸出線變壓器，需要采取半剛性電纜進行屏蔽設計，從而防止電路信號相互耦合。此外，需要確保功放主通道的走線得到合理布置。

3 結論

總而言之，想要使VHF跳頻電梯發射機射頻前端的設計達到預期的設計指標要求，還要做好前端功放、輸入輸出阻抗、數控跳頻濾波和電磁兼容的設計，以便使發射機射頻前端的一致性和噪聲系數得到改善。因此，相信本文對VHF跳頻電臺發射機射頻前端展開的研究，可以為相關工作的開展提供指導。

[1]王偉勤.跳頻通信電臺共址干擾及其抑制技術[J].電訊技術，2011，07：178～182.

[2]王燕君.軟件無線電跳頻電臺接收機射頻前端設計[J].電訊技術，2012，06：969～973.

[3]黃磊，余平，鮑景富，等.鏈路復用的跳頻收發機射頻前端設計[J].通信技術，2012，11：8～10+13.

TN914.41

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1004-7344（2016）20-0271-01

2016-7-1