一種多通道大寬帶接收通道設計

張良 陶長亞

摘 要：闡述了接收通道的傳統設計方案，介紹其原理以及缺點。本文采用超外差設計方案，闡述多通道存在的串擾抑制問題設計方案以及技術實現方法，闡述多通道大帶寬的技術實現方法。仿真結果表明，所提出方案可解決上述問題。

關鍵詞：接收通道;多通道;串擾;大帶寬

1 引言

常見接收通道方案有零中頻方案、鏡像抑制【1】方案、超外差式方案【2-3】等。零中頻接收方案采用兩個相互正交的本振信號去與輸入射頻信號進行混頻，直接將信號從射頻搬移到零頻，通道的架構比較簡單，并且不需要射頻鏡像抑制濾波器。但零中頻接收方案通道的靈敏度和動態范圍等指標相對較差，無法滿足通信測試設備高靈敏度的要求。鏡像抑制接收方案采用改變電路結構來抑制超外差接收機中的鏡像頻率干擾。由于實際應用時兩個支路存在幅度和相位的不匹配問題，在大帶寬通信測試時，直接會影響測試設備的動態范圍，降低測試設備指標。

2 多通道寬帶信號接收模塊的設計與實現

2.1 多通道串擾抑制設計與技術實現

2.1.1 多通道串擾抑制設計

接收通道方案設計采用傳統的超外差式方案設計。八通道接收模塊中有一路同時具備實時解調和頻譜掃描功能，方案設計原理如圖1所示。

2.1.2通道串擾抑制技術實現

因為輸入的20-6000MHz的射頻信號頻率范圍寬，當采用超外差式設計方案時需要對鏡像信號和寄生信號進行濾波抑制，所以在射頻信號進入第一混頻器之前利用濾波器組對其進行濾波處理，提高變頻通道指標。

為解決多通道內部和通道之間的串擾問題【4】，采用模塊化設計，對于每個通道內部不同頻率、不同功率的電路模塊實施分倉屏蔽技術處理，抑制不同電路模塊之間的串擾。每個電路模塊都充分接地，板級間的射頻信號走線全部采用鋼纜連接。實現每個通道的射頻信號都在屏蔽盒和鋼纜內部傳輸。

2.2多通道100MHz大帶寬設計與技術實現

2.2.1 多通道100MHz大帶寬設計

因為LTE-Advanced信號采用寬帶OFDM調制技術，系統最大帶寬為20MHz，又由于3GPP LTE Release 10、11協議標準中規定帶內連續5 載波聚合技術的應用，要求通道最大分析帶寬達到100MHz。這主要體現在二次變頻后的中頻濾波器的指標上，要求通帶頻率134.32～234.32MHz，帶內功率平坦度<0.5dB。

2.2.2多通道100MHz大帶寬技術實現

LTE-Advanced信號采用寬帶OFDM調制技術，系統最大帶寬為20MHz，但LTE-A帶內連續多載波聚合信號的最大帶寬為100MHz，射頻通道須提供100MHz大帶寬，用現代仿真技術設計通帶頻率134.32～234.32MHz，帶內功率平坦度<0.5dB寬帶的中頻濾波器，因為濾波器的相對帶寬55%，設計難度很大。

通過濾波器仿真設計，采用模塊設計、充分接地設計和分倉屏蔽技術解決串擾干擾。使用濾波技術實現對雜散信號的抑制，通過100MHz寬頻帶和小于0.5dB功率平坦度通道設計，提高了矢量信號分析的EVM指標。

3 測試結果與分析

根據對鏡像頻率和三階交調的計算，射頻輸入信號RF：3.64-4.54 GHz，LO： 4.86682～5.76682 GHz，IF： 1.22682GHz，鏡頻： 6.09364GHz，3階交調： 5.19364，1.51318 GHz。相應的需要寬帶濾波器對其進行濾波。利用仿真軟件ADS2009自行設計，直接印制在PCB上。仿真結果和實物如圖2所示。

4 總結

本文利用二次變頻和現代仿真技術解決了多通道的串擾以及大帶寬設計技術難題。本方案已經在工程中得到了實際應用，此外，實際電路設計中，還需要充分考慮結構要求、環境適應性、電磁兼容性等其他方面的因素。

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作者簡介：

張良（1992.10—），男，漢族，安徽蚌埠，碩士研究生，助理工程師，研究方向：射頻通信。

（中電科思儀科技（安徽）有限公司，安徽 蚌埠 233010）