接收机射频前端（RF front-end ）研制概要
1射频前端的总体框图
宽带接收机是技术含量很高的设备，我国无线电监测长期依赖进口接收机，尽管近些年国产接收机进步很大，国内不少公司也推出了些窄带和宽带接收机，但总的来说国产接收机品种较少、质量中等（可能个别指标接近国际先进水平），国产超短波监测接收机相位噪声、中频带宽、中频动态、扫描速度等指标均不是很高，高端接收机和国外产品还是有一定差距。
接收机的结构分为超外差式、零中频、低中频、Hartley结构、weaver结构等，但在无线电监测领域，只能是超外差结构，因为它的动态范围大，频率范围宽，灵敏度好，本噪低等，性能指标是所有其他结构中最好的一个。
只是体积和重量偏大，却是无线电监测的唯一选择。
接收机中的核心和关键模块为射频前端（RF front-ends），射频前端一般由预选器模块、本振模块、第一级混频模块、第二级混频模块、第三级混频模块，以及相应控制电路和电源电路等组成。
图 1射频前端电路框图
2射频前端的指标
射频前端的指标应该充分反应射频前端的功能和性能，指标列表见表1
表 1射频前端指标
序号指标希望值实际达到的值
1接收频率20㎒~3㎓
29具备功能
1.频率微调功能；
2.控制接口数据回传
功能。
30重量：
31外形尺寸300mm*180mm*35mm（？？）
32射频接口超短波射频入(SMA-K) /中频输出(SMA-K)采样时钟出(SMA-K)
33电源及控制接口1.提供配套电源；2.电源接口与控制接口分开；3.控制接口采用IDC-10P接口4.电源接口采用DB-9接口。
34工作温度范围-20℃到+60℃
3射频前端各模块
3.1预选器
3.1.1预选器的框图、工作过程、作用等
预选器的框图如下：
图 2预选器框图
预选器的工作过程和作用
射频信号经天线进入射频前端，通过一个防过载和防雷击装置后，经过一个“数控射频衰减器”,进入一个多路选择开关，选中其中的一路滤波器，再进入射频前端放大电路（或放大器），进入下一个模块。
预选器完成以下几个作用：
a) 对整个射频前端进行保护，防止过高电平信号、或雷击信号进入后续电路而损坏整个仪
表。
b) 对输入信号进行分段滤波（亚倍频程滤波器），减轻后续滤波压力。
c) 放大器对滤波器形成的信号衰减进行补偿。
d) 数控射频衰减器可以实现从0-40dB 的衰减控制，防止大信号输入时系统损坏与饱和。
e) 可以通过自发信号对整个仪表进行自测试（内部测试）。
3.1.2 防过载及防雷击装置
为了防止过载和雷击损坏整个装置，在仪表的前端设置了一个保护装置，如下图 3
R
RF 输入
RF 输出
图 3防过载保护装置
当遇雷击时气体放电管导通放电；当输入信号过载时，TVS 和Z 两雪崩二极管和瞬态二极管导
通，从而起到保护作用。
R 为自恢复PTC 保险丝，推荐型号：FSMD030-2920，正常时其电阻只有几m Ω,但当电压增加到临界值，电流急剧增加时，电阻也急剧增加，从而阻断输入信号，对整个电路进行保护。
3.1.3 亚倍频程滤波器
亚倍频程滤波器是预选器中的重要部件，其作用是在射频的前端事先对射频信号进行分段滤波，滤除那些可能会产生二阶互调产物的带外强干扰，减少下级变频杂散分量，减少下级中频滤波压力，同时又能阻止第一级本振电压通过第一混频器反向辐射。
亚倍频程滤波器本身应该是无源器件。
亚倍频程滤波器也称为半倍频程滤波器，其英文为suboctave filter ，亚倍频程滤波器一般是以“组”出现，所以一般常称为“亚倍频程滤波器组suboctave filter set ”。
是由“跟踪滤波器”
演变而来，也即系统需要滤除某个频段时就接通那个频段，达到最佳滤波效果。
图 4 亚倍程滤波器框图
1
2
3
n
123
n
...
1
2
3
n
123
n
...
1
2
3
n
...
RF 输入
RF 输出
开关信号
（需要那一路导通时就接
高电平12伏）
L
L
L * n
L * n
PIN 微波二极管
亚倍频程滤波器组
图 5亚倍频程开关电路示意图
3.2 本振电路 3.2.1 本振电路框图
框图如下图所示，时钟源部份，单片机控制部份、和本振电路部份三大块，由于有三级混频，本振电路必须提供三个本振频率，第一本振频率是可调的，第二、三本振频率则是固定的。
图6本振电路框图
3.2.2时钟源
时钟源分为外部参考时钟源和内部时钟源，当使用外部参考时钟源时，内部时钟源自动断开，外部时钟源主要的作用就是为了同步，一般是在双通道或多通道测向时需要采用。
外部时钟源的精度稳定度就无法控制。
不作双通道测向时，则主要是靠内部时钟源提供时钟基准。
内部时钟源采用高稳定度时钟，稳定度为10-9-10-7。
同时，也向外提供10MHz的时钟输出。
如下图：
图 7时钟源框图
3.2.3本振电路及噪声分析
接收机本振源采用了DDS+PLL混合合成的技术，如错误!未找到引用源。
所示。
图 8 接收机本振源原理
这个框图只是一个本振的大致框图，具体电路应该根据本方案的要求对电路作相应的改动，以适应要求。
由图可见，参考频率为10㎒，高速DDS根据需要产生所需要的信号，经过滤波器组初步滤除谐波杂散，送入后续的PLL做激励信号。
VCO产生的信号经过合适的分频与激励信号比较，锁定频率和相位。
接收机的相位噪声指标主要取决于本振相位噪声，这个方案其基础相位噪声为参考源相位噪声，而输出信号在此基础上有一定的恶化，恶化程度则主要取决于PLL本身的噪声+分频器分频系数带来的噪声恶化+DDS噪声恶化。
在选取低噪声的鉴频鉴相器和VCO器件后，系统的主要噪声恶化就取决于后两者。
分频器分频系数若为N，其带来的噪声恶化为20Log(N)，若M为DDS 输出频率与参考频率比，则DDS的噪声恶化等于20Log(M)。
如当M=0.5,N为50时，此时总噪声恶化约为30dB，若要实现本振输出达到-120dBc/Hz@10㎑的相位噪声指标，则要求参考信号源至少达到-150dBc/Hz@10㎑的相位噪声指标，采用恒温晶振制作的参考源即可满足要求。
采用DDS+PLL的方式，也保证了本振源频率切换时间足够迅速。
经测试切换时间约1㎳左右，完
全满足快速扫频的要求。
问题在于切换时间1ms可能还不够，能否做到<0.5ms以内，越小越好，这对于提高整个接收机的扫描速度是很有好处的。