MIMO引信射頻電路設計的研究

摘 要：MIMO引信所使用的是陣列天線技術，可以對目標角度進行有效估計，對目標進行全方位探測，對我國科技以及軍事等的發展具有重要意義。基于此，本文首先從數字編碼調相、芯片選擇以及電路調制等方面分析了MIMO引信射頻電路中的調制電路設計，其次探討了MIMO引信射頻電路中的匹配電路設計，最后對MIMO引信射頻電路中的解調電路設計進行了研究，具有一定的現實意義。

關鍵詞：調制電路；匹配電路；解調電路

引言：MIMO引信的探測精度比較高，并且具備一定的抗干擾能力，將其和電路設計進行有效結合，可以對目標進行全方位探測，然而要想實現這一目的，就必須對射頻電路進行有效設計，進而確保信號的發射效率與穩定性。在這種情況下，本文從調制電路、匹配電路以及解調電路等方面對MIMO引信射頻電路設計進行了相關研究，希望可以為相關研究人員在研究過程中提供一些幫助。

1調制電路設計

1.1數字編碼調相

在調制電路設計過程中，可以通過調相法對數字編碼進行調相。對于實際電路而言，普遍采用高低電平對數字編碼信號進行表示，因此需要用二進制數對數字編碼進行表示，通過兩位二進制數對各個碼元進行表示，再對這兩個碼元進行拆分，分成兩路并行信號，再用每個組的第一位碼元對I路輸入進行表示，用第二位碼元對Q路輸入進行表示，再將它們分別和載波、移相信號等進行混頻，并對混頻結果進行相加，進而對編碼調相信號進行獲得。

1.2芯片選擇

在本文當中，調制電路的中心頻率是2.4GHz，其寬帶為100MHz，將單端輸入作為基帶編碼信號，將偏置電壓設置成1V，將峰值設置成1.8伏。

本文所選擇的芯片是AD8346和AD8132。AD8346芯片主要是由分相器模塊、混頻電路、BIAS模塊構成的。其中，分相器模塊功能在于產生本振信號，混頻電路的功能是產生調相信號，而對于BIAS模塊而言，可以產生偏置電壓。在這個過程中，載波信號可以通過LO端以及單端輸入。在分相器的作用下，載波信號會轉化成兩路差分信號，之后和基帶輸入混頻，最后在求和的基礎上就會獲得相應的編碼調相信號。對于AD8132芯片來說，需要使用雙極性電壓，也就是說需要實行電壓的極性轉換，進而產生負電壓。該芯片電壓在轉換過程中效率比較高，并且外圍電路也比較簡單。

1.3電路調制

在電路調制過程中，編碼信號主要是先經過AD8132，然后通過單端輸入，再轉化成差分輸出信號，對放大器反饋電路進行有效調整，進而確保信號幅度和相關要求相符。同時也要對VOCM端的電壓進行調節，將其設置為1.2V，將基帶偏置電壓設置成1.2V，并將正電壓轉化成負電壓，進而實現雙極性供電的目的[1]。

2匹配電路設計

對于濾波器的輸出阻抗以及特征阻抗而言，都屬于電阻性阻抗，因此在阻抗匹配過程中可以選擇α/4的變換器，但是由于信號頻率較低，在進行阻抗分配時，不適合選擇分布參數電路，所以可以利用集總元件的匹配網絡進行阻抗匹配。本文在阻抗匹配設計過程中使用的是ADS中自帶的工具。編碼寬帶為10MHz，在利用該寬帶進行阻抗匹配時，需要對匹配網絡進行合理設計。因為在編碼信號當中，有很多低頻分量，因此需要采用“串聯電感”、“并聯電容”的方式進行設計。另外，為了遵循小型化原則，應該盡量確保電路的簡潔性與高效性。

3解調電路設計

本文所使用的AD8347是一種正交解調器，其輸入頻率的范圍處于800MHz到2.7GH之間，在射頻端以及基帶等處都設有放大器。

AD8347具有自動增益控制的電路，在輸出信號強度的基礎上對放大器增益進行有效調整，進而確保輸出信號的穩定。控制電壓形成的電路會對輸出信號進行接收，再將信號強度和參考值進行對比分析，形成控制電壓。對于增益受控電路而言，會在控制電壓的影響下對增益進行調節，進而確保輸出信號的穩定性。

對于RF信號來說，可以進行單端輸入，通過RFIN端進行輸入，并在兩端口串聯一個100歐姆的電阻，進而確保輸入端的阻抗是50歐姆。對于本振信號來說，可以通過LOIN端輸入，并且也在兩端口之間串聯一個100歐姆的電阻。在進行調節之后，信號可以通過QMXO以及IMXO等端口進行輸出，在經過濾波之后，分別和I路基帶的輸入端以及Q路基帶的輸入端進行連接，最后通過IBBP、QBBP、IBBN以及QBBN等端口進行差分輸出[2]。

結論：總而言之，在調制電路設計過程中，本文所選擇的是數字編碼調相信號，芯片選擇的是AD8346和AD8132兩種，通過集總元件的匹配網絡、“串聯電感”、“并聯電容”等方式進行了匹配電路設計，最后在解調電路設計中對信號的輸入輸出進行了簡單分析?？茖W是永無止境的，所以對于相關研究人員而言，也需要對MIMO引信射頻電路設計進行深層次研究，對各種電路設計進行不斷完善與優化，進而為我國的科技發展貢獻一份力量。

參考文獻

[1]劉瑤桐星.MIMO無線通信系統射頻前端的實現[D].電子科技大學，2009.

[2]葛優.MIMO引信基帶信號及電路研究[D].南京理工大學，2017.

作者簡介

曾德志（1995），四川省達州市人，漢族，在讀本科，研究方向：電路設計與smt生產之間的優化關系。單位：四川省成都師范學院電子科學與技術專業 四川省成都市溫江區。

（作者單位：四川省成都師范學院電子科學與技術專業）