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MIMO引信射頻電路設計的研究

發(fā)布時間:2018-06-22 來源: 歷史回眸 點擊:


  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(fā)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(fā)射效率與穩(wěn)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(jié),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(lián)電感”、“并聯(lián)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(wěn)定?刂齐妷盒纬傻碾娐窌䦟敵鲂盘栠M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(jié),進而確保輸出信號的穩(wěn)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(lián)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(lián)一個100歐姆的電阻。在進行調節(jié)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(lián)電感”、“并聯(lián)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(yōu)化,進而為我國的科技發(fā)展貢獻一份力量。
  參考文獻
  [1]劉瑤桐星.MIMO無線通信系統(tǒng)射頻前端的實現[D].電子科技大學,2009.
  [2]葛優(yōu).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(yōu)化關系。單位:四川省成都師范學院電子科學與技術專業(yè) 四川省成都市溫江區(qū)。
  (作者單位:四川省成都師范學院電子科學與技術專業(yè))

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