首页/文章/ 详情

射频指标的计算

6小时前浏览0

主要射频指标包含:接收灵敏度、通信距离、三阶互调、接收三阶互调抑制、发射EVM、接收邻道抑制、阻塞抑制、杂散恶化、发射宽带噪声。

1、接收灵敏度

首先确定基带解调信噪比SNR、接收机噪声系数NF,信号带宽B

接收灵敏度

Sr=(S/N)min=Pn+SNR=-174+10logB+NF+SNR  dBm)。

调幅信号的解调(SNR)AM=(SNR)Audio/MM是幅度调制度。(SNR)Audio14dBM30%,则

(SNR)AM=(SNR)Audio+10.5 (dB)=24.5 dB

调频信号的解调(SNR)FM=(SNR)Audio/GMMF是调制指数,FM调制制度增益

GM= 3MF2 (1+MF)MF=最大频偏/音频频率, (SNR)Audio14dBΔfm=5kHzW=3kHzMF=1.667GM=13.5dB(SNR)FM=(SNR)Audio-13.5 (dB)=0.5dB。若解调方式有解调门限,应加上门限。

数字调制方式的解调门限(SNR)min通过仿真确定,或按理论公式计算得出。

2、通信距离

地面视距km),这是地面视距通信的极限距离。

自由空间传输损耗

Loss=31.4+20logfMHz+20logDm)。

发射天线增益Gt,接收天线增益Gr,发射功率Pt,接收灵敏度Sr,接收功率Pr=Pt+Gt+Gr-LOSSSrD10^ [(Pt+Gt+Gr-31.4-20logf-Sr)/20] 米。


输出功率Po,IM3的相对幅度=2*(OIP3-Po)。

双音的三阶互调产生左、右两个分量,若两音A、B不等幅,A每降低1dB,离A近的IM3分量相对幅度降2dB,离A远的IM3分量相对幅度降1dB。

3、接收三阶互调抑制

三阶互调抑制的定义:施加双音干扰(RF信号,双音干扰通过合路器合路,干扰功率扣除合路损耗),且三阶互调干扰的频率等于RF信号频率,加大双音干扰功率,当接收机对RF信号的接收灵敏度下降3dB时,双音干扰的总功率PN(dBm)与接收灵敏度Gr(dBm)的差PN-Gr就是三阶互调抑制(dB)。

因为当接收灵敏度下降3dB时,Input IM3的功率等于输入热噪声功率PTh=-174+10logB+NF。

用仿真软件算出接收机的IIP3,接收灵敏度为Gr

IIM3=PTh=2*(PN-IIP3)+PN =3PN -2*IIP3  dBm,

PN=(PTh+2*IIP3)/3。

或者用仿真软件Appcad,加大输入功率Input power,当Input IM3 Level=Sr+(SNR)min=MDS时,Input power- Sr就是三阶互调抑制。

4、发射EVM

影响发射EVM主要有3个量:杂散、相位抖动、IM3,(忽略热噪声、量化噪声),将这三个量当作噪声,按功率叠加后计算SNR(倍数量,非dB值),

5、接收邻道抑制

影响接收邻道抑制比有3个因素:倒易混频、IF滤波器的邻道抑制、ADC动态范围。

接收邻道抑制的定义:加大邻道输入功率(RF信号,邻道干扰通过合路器合路,干扰功率扣除合路损耗),当接收机对RF信号的接收灵敏度下降3dB时,邻道功率-RF信号功率就是邻道抑制比(dB)。

倒易混频完全是由LO的相位噪声引起,所有宽带输入(只要包含该干扰邻道,就算宽带)混频器的LO相位噪声合成作为总LO相位噪声Pφ(偏移n个邻道)

                        倒易混频频谱

倒易混频的计算:邻道倒易混频转折点(天线口输入功率)

Pin=Pφ(邻道偏移)-(-174+NF)

这个功率就是使接收灵敏度下降3dB时的邻道功率,接收邻道抑制比ACS1=

Pφ(道邻偏移)-(-174+NF)-Sr

影响邻道抑制的第二个因素:ADC的动态范围(= ADC的最大输入功率-ADC噪声功率)及IF滤波器的邻道抑制,基带能够解调的必要条件:信号SNR大于门限。当信号SNR=(SNR)min时,ADC邻道输入功率PAC=ADC的最大输入功率,那么邻道抑制比

ACS2= ADC的最大输入功率-ADC噪声功率-SNR=(SNR)min

接收机的综合邻道抑制比ACS是ACS1与ACS2的合成:

ACS=10ACS1/10+10ACS2/10


ADC干扰、信号频谱图示


6、阻塞抑制

阻塞也由2个因素引起:倒易混频、信道的非线性。

倒易混频的计算同邻道抑制:阻塞倒易混频转折点:Pφ(干扰偏移)-(-174+NF)

阻塞抑制比:

Pφ(干扰偏移)-(-174+NF)-Sr

恒包络调制:因信道饱和,使增益下降3dB时的干扰功率;

非恒包络调制:可通过干扰的信道部分,因三阶互调失真,当IM3-20dBc时,解调SNR迅速增加,将IM3=-20dBc作为阻塞的临界点,算出输入干扰功率作为阻塞起点,与接收灵敏度Sr的差就是阻塞抑制比。

倒易混频与非线性得出的阻塞抑制比按功率合成作为接收机的综合阻塞抑制比。

7、杂散恶化

幅度杂散在倍频过程中不会恶化,相位杂散在倍频过程中按20log倍数恶化。

LO通过Mixer泄漏后会产生杂散。

8、发射宽带噪声

宽带噪声由2个来源:相位噪声、热噪声

发射信道增益GT+发射噪声系数NF-174可以近似为发射热噪声。

严格的热噪声应该从中频滤波器以后的信道算起。

发射功率+LO相位噪声(多LO合成,dBc)=相位噪声(dBm)。

总宽带噪声是热噪声与相位噪声的合成。


来源:射频通信链
非线性通信理论
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-07-28
最近编辑:6小时前
匹诺曹
签名征集中
获赞 6粉丝 39文章 311课程 0
点赞
收藏
作者推荐

AGC 启动前后链路工作机制详解

一、AGC 的基本作用与启动逻辑自动增益控制(AGC)是通信接收机中保障信号稳定接收的核心机制,其核心作用是通过动态调整链路增益,使进入 ADC(模数转换器)的信号始终处于其动态范围内 —— 既避免弱信号被噪声淹没,又防止强信号导致的失真。接收机默认处于 "增益全开" 状态,这是为了最大化接收灵敏度(即对微弱信号的捕获能力)。此时,检波器会实时监测接收信号强度指示(RSSI),并与预设门限值进行比较:当 RSSI<门限值时,判定为弱信号场景,增益保持不变以确保信号被有效放大;当 RSSI>门限值时,表明出现强信号,AGC 立即启动调整。二、AGC 启动后的增益调整流程AGC 启动后需快速将信号强度压降至 ADC 动态范围内,常见的实现方式是通过数控衰减器调整衰减量。传统的闭环调整流程(检测 RSSI→调整衰减→再检测)因需要多次迭代,响应时间较长;实际应用中多采用 "一步到位" 的策略 —— 基于前期调试数据,建立 RSSI 与衰减量的直接对应关系。例如:当 RSSI<1.0V 时,判定信号强度合适,增益保持不变;当 RSSI=1.5V 时,直接配置 10dB 衰减;当 RSSI=2.0V 时,直接配置 20dB 衰减。这种策略通过减少调整次数,大幅缩短了响应时间,确保信号能快速进入稳定状态。三、AGC 启动前后的信号与 ADC 状态在 AGC 启动前(弱信号场景),接收机增益全开,微弱信号被充分放大,此时 ADC 采集的信号虽幅度小但处于线性范围,可直接用于后续解调;而当强信号触发 AGC 启动后,在增益调整过程中(即 AGC 未稳定前),信号幅度会因增益突变出现波动,导致 ADC 采集到的部分数据失真(表现为信号截顶或非线性畸变)。只有当 AGC 完成调整并稳定后,信号幅度才能稳定在 ADC 动态范围内,此时采集的数据才具备解调价值。因此,AGC 的响应时间(从启动到稳定的时长)是关键指标 —— 需严格控制在信号帧结构中的同步帧长度以内,否则会导致更多有效信号失真。四、同步帧处理与解调流程适配通信信号的帧结构通常为 "同步帧 + 数据帧 + 保护帧",其中同步帧的作用是帮助接收机识别信号起始并建立同步。由于 AGC 启动会导致部分同步帧失真,解调系统需针对性处理:失真同步帧丢弃:通过检测信号幅度稳定性,筛选出不失真的同步帧片段;粗同步:基于有效同步帧,纠正载波的大频率偏移(由收发端振荡器频率不匹配或热漂移导致,通常以 ppm 为单位),确保信号频率偏差处于后续处理可纠正范围;精同步:在粗同步基础上,通过与本地预设同步序列的相关性运算,实现符号级别的时间与相位对齐,为数据解调提供精准参考;数据译码:完成同步后,对数据帧进行解调、去交织、纠错译码等操作,最终提取信息比特。五、关键指标与链路协同AGC 响应时间与同步帧长度的匹配是链路设计核心:若响应时间过长,会导致同步帧有效片段不足,直接影响同步建立;反之,过短的响应时间虽能减少失真,但会增加硬件设计复杂度(如高速数控衰减器、高灵敏度检波器)。此外,链路中导频信号的设计也与 AGC 协同工作 —— 导频通常插入同步帧与数据帧中,既为 AGC 提供信号强度参考,也辅助粗 / 精同步完成频率与相位校准,确保在 AGC 稳定后,解调系统能快速锁定有效信号。总结AGC 启动前后的链路工作围绕 "信号稳定性" 展开:启动前通过高增益捕获弱信号,启动后通过快速增益调整压制强信号失真,再配合同步机制筛选有效信号片段,最终实现数据的可靠解调。这一过程涉及硬件(AGC 电路、ADC)与算法(同步、译码)的深度协同,是通信系统抗干扰与高可靠性的重要保障。 AGC 启动前后链路工作机制详解 来源:射频通信链

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈