实验一 射频前端发射和接收器

实验一射频前端发射和接收器

一、实验目的：

1、了解射频前端发射器和接收器的基本结构与主要设计参数。

2、利用实验模组的实际测量了解射频前端发射器和接收器的基本特性。

二、预习内容：

1、预习放大器、滤波器、混频器、功率放大器的原理的理论知识。

2、预习放大器、滤波器、混频器、功率放大器的设计的原理的理论知识。

3、熟悉带通滤波器、变频器、信号发生器、低噪声放大器、中频放大器的

理论知识。

4、熟悉带通滤波器、变频器、信号发生器、低噪声放大器、中频放大器的

设计的理论知识。

三、实验设备：

四、理论分析：

基本结构与设计参数说明：

在无线通讯中，射频发射器担任着重要的角色。无论是话音还是数据信号要利用电磁波传送到远端，必须使用射频前端发射器。如图1－1(a)所示，它大抵可分成九个部分。

1．中频放大器(IF Amplifier)

2．中频滤波器(IF Bnadpass Filter)

3．上变频频混频器(Up-Mixer; Up Converter)

4．射频滤波器(RFBandpass Filter)

5．射频驱动放大器(RF Driver Amplifier)

6．射频功率放大器(RF Power Amplifier)

7．载波振荡器(Carrier Oscillator; Local Oscillator)

8．载波滤波器(LO BPF)

9．发射天线(Antenna)

其中放大器的基本原理与设计方法可参考主题六，而滤波器的基本原理与设

计方法已可参考主题五的说明。至于振荡器的部分，可于主题八与与主题九获得一些参考。 天线部分则可由主题十得到概念。 所以，在此单元中将就上变频器部分的基本原理做一说明。并介绍发射器的几个重要设计参数。

图1-1(a)基本射频前端发射器结构图

图1-1(b)单变频结构射频前端接收器

如图1-1(b)可见，射频前端接收器可分为天线(Antenna)、射频低噪声放大器(RF Low Noise Amplifier ， LNA)、下变频器(Down-Mixer ， Down Converter)、中频滤波器(Intermidate Frequency Bandpass Filter ， IF BPF)、本地振荡器 (Local Oscillator ， LO)。其工作原理是将发射端所发射的射频信号由天线接收后，经LNA 将功率放大，再送入下变频器与LO 混频后由中频滤波器将设计所要的部分(Baseband Processing Unit 、BPU)解调(Demodulation)出所需要的信号(Message Signals).

这类只经一个混频器上变频(或下变频)的电路构造称为单变频结构(Single Conversion configuration)。而在实际应用中也有双变频结构(Dual Conversion Configuration)，甚至多变频结构(Multi-conversion Configuration)，使用的时机视系统指标而定。因为BPU 的处理频率有所限制(一般在500MHz 以下)，所以需要利用变频器(Mixer)及频道振荡器(Channel Oscillator)将射频信号由射频前端接收器下变频为中频段(Intermidate Frequency Band 、IF)信号后再送入BPU ，或是将BPU 送出的IF 信号用射频前端发射器上变频至射频段(Radio Frequency Band 、RF)信号经放大后再发射。

本单元以单变频结构来说明一个射频前端接收器的各设计参数.

Signal From Unit BPU

(一) 天线(Antenna)

(二) 射频接收滤波器(RF_ BPF1) (三) 射频低噪声放大器 (LNA) (四) 射频混频滤波器 (RF_BPF2) (五) 下变频器(Down Mixer) (六) 带通滤波器(Filter)

(七) 本地振荡嚣 (Local Oscillator) (八) 中频放大器 (IF Amplifier) (一) 升频混频器的基本原理

升频混频器的基本电路结构图如图1-2所示。在二极管上的电流如式(1-1)所示。

()[]∑

∞

=?+??+=1

)2sin()2sin(!

)(n n

LO LO IF IF

n nkT e IF O t f V t f V

n I I v i ππ

（1-1）

其中

I S ——二极管的饱和电流 V IF ——中频信号的振幅大小 f IF —— 中频信号的频率大小 V LO —— 载波信号的振幅大小 F LO ——载波信号的频率大小

混频后的输出射频频率为

LO IF RF f n f m f ?+?=其中 m ，n 可为任意正负整数

在绝大多数情况下，RF 频率应是载波与IF 频率的和或差，即是

IF LO RF f f f ±=。至于取和频或差频则根据发射器射频指标及系统参数，利用

射频输出端的滤波器可以阻隔三端间的互相干扰( ISOLATION)，以避免其他不必要的混频信号漏(LEAKAGE)到输出端造成的噪声(SPURIOUS)。 主要的噪声信号，有下列几种： (假设

IF LO RF f f f ±=)

1. 镜频信号 ( IMAGE FREQUENCY )：

IF LO im f f f ?+=2

图1-2基本混频器电路结构图 混频

2. 载波信号的谐波( CARRIER HARMONICS )：LO f n ?，n=正整数

3. 边带谐波信号( HARMONIC SIDEBANDS )：

IF LO sb f m f f ?±=

上述噪声皆是在混频器及滤波器设计中，需要特别加以抑制处理的。 (二) 混频器的主要技术参数

(1) 变频耗损或增益( CONVERSION LOSS/GAIN ，L C )

???

? ???=RF IF

C P

P dB L log 10)( 除非有特别注明，一般的变频损耗皆按上式定义，即单边带变频耗损( SINGLE-SIDEBAND(SSB) CONVERSION LOSS )， 即只考虑射频输出信号频率为f LO +f IF 或f LO -f IF 。若是定义为双边带变频损耗(DOUBLE-SIDEBAND(DSB) CONVERSION LOSS)， 则比单边带转频损耗低3dB 。

(2) 输入端回波损耗或电压驻波比( PORT RETURN LOSS OR VSWR) 如同其他射频电路，输入端的回波损耗或电压驻波比是评价匹配与否的重要参数。对混频器而言，其输入端电压驻波比规格一般定在2 ： 1 (IRL=-10 )， 最差为2.5 ： 1 (-7.3)。 而各端口的回波损耗，受LO 端输入功率的增加，各端口的阻抗会随之降低，致使各端口的回波损耗变大。 (3) 信号端与本振端的隔离比(PORT ISOLATION)

信号端与本振端的隔离比为评价LO 端与RF 端，和LO 端与IF 端的噪声的干扰抑制程度。

(4) LO 端最低输入功率(MINIMUM LO POWER REQUIRED)

对于混频器而言，LO 端最低输入功率的大小直接影响到混频的效果好坏。所以，一般有此项指标。而功率越低应用越方便。 (5) 镜象抑制度( IMAGE REJECTION)

对于下变频混频器而言，IF 输出信号频率可由LO 与RF 两输入端信号频率相减而得。以f IF =f RF -f LO 为例，镜象为f im = 2f LO -f RF 。即若RF 端输入镜象信号也可得到同频的IF 信号， f im -f RF = f IF 。 镜象所造成的问题有二：第一是提供干扰信号通路，即是镜象信号会从RF 端进入，可能从IF 端输出。如此势必干扰到真正系统设计的RF 信号的变频输出；第二是增加混频器的噪声指数(NIOSE FIGURE) 3 dB 。解决的方法是在RF 输入端加一个镜象滤波器来抑制镜象信号的输入。而对于上变频频混频器而言，大致与下变频频混频器相似，只是RF 输入端改成IF 输入端。

(6) 噪声抑制度(SPURIOUS REJECTION) 对混频器而言，噪声的定义是指在输出端的非设计所需频率(f IF )的其他信号。尤其是输入信号的谐波。一般是利用输出端的滤波器来抑制噪声。

(7) 二阶互调截止点(SECOND-ORDER INTERCEPT POINT ，IP2) (以下变频器为例)

IP2 = P RF +（P RF – B - L C ）

其中，IP2——混频器的输入二阶互调截止点。（dBm ）

P RF —— 混波器RF 输入端的输入信号功率。（dBm ）

L C —— 混波器输入信号频率f RF =f LO +f IF 时的转频损耗（Conversion

Loss ）。（dB ）

B —— 混波器输入信号频率f RF =f LO +0。5f IF 时的输出端频率为

2f 的信号的功率。（dBm ）

下变频器的IP2测量电路应与频谱示意图，如图1-3(a)所示。上变频器的也类似。

(8) 三阶互调截止点( THIRD-ORDER INTERCEPT POINT ，IP3)

其中IP3 ——混频器的输入三阶互调截止点。 P IN ——混频器输入端的输入信号的功率。 Δ——混频器输出端中，设计输出信号与内调制(INTER-MODULATION ，

IM)信号的功率差(dB)

以上变频器为例，混频器的IP3测量图及频谱示意图，如图示1-4(a)所示。

(三) 发射器的重要设计参数：

(1) 1分贝压缩功率(1dBCompression ，P 1dB )

功率放大器的1分贝压缩功率是发射器最大发射功率的主要参数。一般而言，对于放大器， P 1dB 是线性放大的最大输出功率，而P 1dB 则为放大器的最大饱和输出功率(SATURATION POWER)。其定义如图示1-5(a)(b)所示。

混波器

混频器 f 1 图f 2

(2) 内调制失真 ( Intermodulation Distortion)：

发射器的内调制失真是由于发射天线接收到同通道其它较大功率信号后，经功率放大器内调制混频所产生的再发射信号所造成。解决的方法是在发射天线与功率放大器的间加接一个或多个环行器(CIRCULATOR ) 来降低发射器的内调制失真。

(3) 杂波抑制比(Spurious Rejection)：

射频前端发射器的较大噪声信号是因为功率放大器的大信号放大所产生的谐波。 其它噪声则是由载波振荡器与混频器所混频出来的。一般指标定为低于主要载波信号功率70至90 。

(4) 载波频率稳定度(Carrier Frequency Stability)：

发射器的载波频率需要符合系统指标，以避免在通道与其他信道的干扰，尤其在窄频带系统中更形重要。可利用锁相回路技术(Phase Locked Loop)及增加载波频率的稳定性。

(5) 邻近信道功率(Adjacent Channel Power)：

此参数是因于系统的调制方法或是由于发射器快速的开关所造成。在窄频带

。

Linear Dynamic Range (LDR) of amplifier

Power Gain (dB)

P in

图1-5(a)[放大器]的「P SAT ，P 1dB 和1dB 功率压缩点

图1-5(b)放大器的1dB Compression 和 LDR 关系图

P IN (dBm)

P P SAT P 1dB D

系统中，一般指标设定在低于载波信号功率50dB 。而在宽频带系统中，则会要求到80dB 。

(6) 发射启动时间(Transmitter Turn-on Time)：

数字通讯系统发射器另一个很重要的参数是发射启动时间，它必须够短以免限制系统的信息流通量(System Throughput)。一般定义为发射器输出功率达到额定功率(rated output power)的90%所需的时间。 (四)接收器的重要设计参数： 主要设计参数：

(一) 接收灵敏度(Receiver Sensitivity)

s d w T Z SNR B T k F S ?????=)( (式11-1)

其中 S —— 接收灵敏度

K —— 1.38*10-23(Joul/°K)，波尔兹曼常数(B oltzmann’s Constant ) T —— 绝对温度(°K)= 273.15+T(°C) B W —— 系统的等效噪声频宽

SNR d —— 在检波器输入端，系统要求的信噪比 (Signal-to-noise Ratio)

Zs —— 系统阻抗(System Impedance) F T ——总等效输入噪声因子(Noise Factor)

而上述中，总等效输入噪声因子(Noise Factor)则是由三大部分组成. (1) F in1，由接收器各单级的增益与噪声指数(Noise Figure)造成.， (2) F in2，由镜频噪声(Image Noise)造成.

(3) F in3，由宽带的本地振荡调制噪声(Wideband LO AM Noise)造成. 其计算公式如(式11-2) (式11-3) (式11-4)及(式11-5)所列.

321in in in T F F F F ++=(式12-2)

()∑

∏=-=+-+-+=-+=n

i i j j

i in G G F G F F

G

F F 12

131211

1 (1)

111 (式11-3) ()?????

?

??????-+=∑∏∏∏=-===N

i i j j i N

i j N

i j

in G F G G F 110''11'

2

11(式11-4)

()∑∏==--+???=

M

sb N j j

o MNB L WN P in T

sb sb sb LO G T k F 1

1

10

3100010

(式11-5)

上列公式中变量说明如下：

Fi —— 第i 单级的噪声因子(Noise Factor) Gj —— 第i 单级的增益(Gain)(G 0=1) Fi' —— 在镜象频率下的单级噪声因子

(对于因反射所造成的镜频衰减的单级，其Fi' =1.)

Gj ' ——在镜象下的单级增益，G0 ' = 1

N ——在接收器中，从接收端计算至混频器前的总单级数

(即不包含混频器)

P LO——本地振荡器的输出功率(dBm)

WNsb ——带频率上的相位噪声(dBc/Hz)

Lsb ——带通滤波器在旁带频率上的衰减值(dB)

MHBsb ——在旁带频率上的混频噪声均衡比( Mixer Noise Balance)

T0——室温，290O K

M ——旁带频率的总个数

N T——包含混频器在内，从接收端计算至混频器的总单级数

五、硬件测量：

1．测量相关的各个模组的特性，能集成在一起完成一个简单的前端发射器和接收器的特性。

2．准备网络分析仪、频谱仪、测量模块，若干小器件等。

3．测量步骤：

(1)准备相关模块。

(2)将其集成在一起。

(3)用频谱仪对其最终输出进行测试，看是否满足要求。

4、实验记录：

各个模组的主要参数值——记录下来。

5、硬件测量的结果建议如下为合格：

各模块以达到具体要求为准。

六、软件仿真：

1、进入微波软件ADS。

2、在原理图上设计好相应的电路，设置好端口，完成频率设置、尺寸规范、

器件的加载、仿真图型等等的设置。

3、最后进行仿真，结果应接近实际测量所得到的仿真图形。

4．电路图：将各个模组的电路进行连接起来即可，但总的电路将比较复杂。

（选做）

七实验数据和结论

实验数据如下：

调至之前：

发射端本振中心频率：2040MHz 发射端功率：-2.6dBm

下降3dB

发射端本振中心频率：2035MHz 发射端功率：-5.3dBm

发射端中频滤波

接收端本振中心频率：1950MHz

下降3dB后

接收端本振中心频率：1953MHz 接收端功率：-2.6dBm

接收端低噪声放大器

接受端下变频器：

总结：本次实验我和许浩敏一组，独立完成了射频发射端和接收端的电路连接，并测量了各个模块的中心频率和功率，分别完成了使用试验箱连接电视和摄像头终端进行图像传输的实验和使用贴片天线作为发射和接收端连接端连接电视和摄像头进行图像传输的实验。实现结果显示，使用试验箱进行图像传输时，可以得到较为清晰的图像，而使用天线进行图像传输时，图像较为浑浊，经过排查发

现，该款天线的带宽和

S与理论值相差较大，因此无论如何移动改变天线的距

11

离和方向始终无法得到较为清晰的图像。通过本次实验，我们掌握了矢量网络分

析仪和频谱仪的使用与观察，学会了射频电路的连接，使我受益匪浅。

射频实验报告二

实验二混频器实验 一、实验内容 1.连接混频器实验板,将混频器设置为下变频模式。 2.用射频连接线将信号加至实验电路板,观测本振信号与射频信号以及中 频输出得波形，记录并分析。 3.观测中频输出未经过滤波电路与经过滤波电路得输出信号,分别记录信 号得波形并进行分析。 4.保持本振不变,改变射频信号得功率,测量得出混频器得１dB压缩点 二、实验记录 １.记录信号源产生得信号波形。 2．用示波器在测量点３、测量点4观测本振信号与射频信号得波形，记录并分析。 测量点３:本振信号

测量点４:射频信号 分析:设本振信号为:,射频信号为:,图可知对于本振信号为15MHZ,本振信号峰峰值为380mv。 对于射频信号为20MHZ,峰峰值为52mv。 3．用示波器在测量点5与输出2端分别观测未经过滤波电路与经过滤波电路得输出信号,分别记录信号得波形并进行分析。

测量点5输出信号波形: 分析:测试点５输出信号为中频信号,从频域角度瞧，变频就是一种频谱得线性搬移,输出中频信号与输入射频信号得频谱结构相同,唯一不同得就是载频。从时域波形瞧,输出中频信号得波形与输入射频信号得波形相同,不同得也就是载波频率。 输出２端输出信号波形:

分析:滤波前得输出信号波形有毛刺,有失真,说明有噪声干扰;滤波后波形比较光滑。输出信号通过滤波器，利用电路得幅频特性，其通带得范围设为有用信号得范围，而把其她频谱成分过滤掉,从而滤除无用信号与噪声干扰。 4·改变射频信号得功率，在产生射频信号得信号源输出端与输出3端分别测量射频输入信号得幅度VＲＦ与中频放大输出信号得幅度VIF,分析计算混频器得１dB压缩点。 输入信号幅度VRＦ(单位mV）:100,２00,3００,400,50０,600,７0０,800,900,１000,1１00,1２00,1300,1４00，150０,1600,１７00 对应输出信号幅度VIＦ（单位mV）:６6,124，176,２３０，2７8,320,３65,３88,４08,４16,4４5,44８，456,４64,4６4,464,４72则计算可得 输入功率PRＦ(单位＊10＾4mＷ）:1，4，9,16,25,36,4９,64,81,100,121,14４,16９,196，225,256,289 输出功率PＩF(单位*10^3ｍW）:４、35６,15、376,30、9７6,52、９，７7、284,102、4,1３3、２２5,１50、５４４,1６6、464,173、056，１98、025,2０0、７０４，207、９３6,21５、2９6，215、296，２1５、29６,222、７84对应图像:由于其电阻值相同,故功率可直接写成信号幅度得平方,对前四个值进行拟合后得函数为w＝3、2４１4*ｘ+1、1146 转换为dBm后得图像为(ｗ=０、9011*ｘ1+0、３469):

RFID设备实验报告

RFIＤ实验记录 一、实验目得: 随着射频识别技术(Rａdio FｒequencｙIdｅntiｆication, ＲFＩＤ)得不断发展与传统得道路信息采集方法得效率低成本高,所以此次实验得目得就是将RFID技术运用到改善道路信息收集上、在设计ＲFID道路系统中,将携带有道路信息得ＲFＩD标签铺设在道路或路边单元上、配备有RＦID读写器得车辆可以从标签中获取事先存储得道路信息(如,路面信息、沿线设施与沿线环境等),从而快速地掌握道路信息。RＦID电子标签主要有两种,无源电子标签自身不带有电源, 其特点就是重量轻、体积小、寿命长、成本低,但就是工作距离短;有源电子标签通过自身带有得电池供电,特点就是识别距离长,但价格较高且寿命短。为了达到道路信息采集得高效性、准确性与经济性。 2016年12月9日在茨坝镇得x0０３水团段分别对选购得有源RＦＩD设备与无源RFID 设备在车速、识别距离、有无遮挡物得不同变量下进行实验对比分析,最后,通过实验分析选出最合适得运用RＦＩD技术改善道路信息采集方法得RFID设备。测试得有源RＦＩD设备为深圳航天华拓科技有限公司得SAＡT-Ｆ527全向性读写器与SAAＴ-T505主动式电子标签,无源得RFIＤ设备为深圳深圳捷通科技有限公司得JT-９2９2读写器与JT-1５53２抗金属标签,下面就是本次实验得记录: 二、实验设备参数 1、有源RFID设备参数 SAAＴ—Ｆ５2７全向读写器 该型号就是工作在2.4５GＨz频段得有源RFＩＤ读写器,该 产品采用外置天线安装方式,可灵活配置各类全向、定向天线,具 有覆盖范围广、识别率高、扩展性强等特点,读取距离在0到２ ０0米,范围可调、广泛应用于医院、学校、工矿灯单位得人员区 域定位等集成应用领域。 技术指标: 性能指标 工作频率２.４－2.48GHｚ 输出功率+1５ｄBm (软件可调) 接收灵敏度-９5 dBm 天线类型全向天线 通信接口RＳ—232接口,10Ｍ/1０0Ｍ自适应以太网接口

实验三：射频前端发射接收机

实验三射频前端发射/接收机 1、实验设置的意义 由电子元器件可以构成各种功能电路，由这些功能电路按照一定的原理和要求又可以组成各类电子设备，各类电子设备按照入网要求和组成方案可组成网络或系统。元器件与电路、电路与设备以及设备与系统之间的关系是局部与整体的关系。 射频通信系统一般由发送装置、接收装置和传输媒质组成。发送装置包括换能器、发送机和发送天线三部分。其中发送机将电信号变换为足够强度的高频电振荡，发送天线则将高频电振荡变换为电磁波，向传输媒质辐射。本实验就是为了在压控振荡器实验和射频调制器实验的基础上，从整体角度了解和掌握射频发送机的原理和性能，巩固和加深对理论知识的理解，培养系统实验和测试技能 2、实验目的 2.1、了解射频发送/接收机的基本组成； 2.2、利用频谱仪测量射频发送/接收机的主要技术指标。 2.3、测量射频接收机前端的灵敏度。 3、实验原理 3.1、射频发射机原理 射频通信设备一般包括收发信机、天线设备(含馈线)、输入输出设备(如话筒、耳机等)、供电设备(如直流稳压电源)等等。其中主要组成部分是收发信机，因而射频通信设备的技术指标通常指的就是射频收/发信机的技术指标。 一般来说，收信机与发信机在体制上是相同的，如在频段划分、调制解调方式等要求相应一致，否则便不能达到通信的目的。在某些情况下，也允许收发信机存在某些不相对应的差异，如收信机的频率范围可以宽于发信机等。 射频发送设备的功能是将所要发送的信息(又称基带信号)经调制，将频谱搬移到射频上，再经过高频放大到额定功率后，馈送到天线发送到空间去。

射频发送机模块由VCO和功率放大器组成，它的模块方框图如图3－1所示。其功能是将所要发送的信息（又称基带信号）经过调制后，将频谱搬移到射频上，再经过高频放大，达到额定功率之后，馈送到天线，发送到空间去。 发送机的主要技术指标有工作种类、调制方式、频率范围、频率稳定度及准确度、输出功率、效率、杂散辐射等。下面对相关技术指标予以简介:发送机的工作种类指电话、电报，模拟、数字等。调制方式主要分调幅、调频和脉冲（数字）调制等。发射机的工作频率是指发射机的射频载波频率。发射机的频率准确度与频率稳定度也是相对于射频载波而言的。频率准确度是指实际工作频率对于标称工作频率的准确程度。频率准确度越高、建立通信就越快，以至于不寻找对方就可实现通信，提高通信的快速性。频率稳定度是指各种外界因素的影响下发射机频率稳定的程度。如果频率稳定度很高，建立通信后接收机不需要因频率变化而进行微调，从而提高了通信的可靠性。射频通信的有效距离及通信的可靠性均与发射天线的辐射功率有密切的关系。因而发射机必须保证输出足够大的功率。发射机的总效率是指发射机传送到天线馈线上的功率与整机输入功率的比值。在大功率发射机中，提高效率可以减小电源消耗，具有较大的经济意义。发射机的带外辐射统称为杂散辐射，如果发射机设计不当或使用不当，会使杂散辐射电平过高，干扰其他通信链路。当发射机使用宽带天线且带宽覆盖这些杂散频率时，干扰会更严重。为了尽量避免发生这种干扰，有关的规程和标准对发射机的杂散辐射都给出了一定的限制 3.2、射频接收机原理 射频接收机前端是射频接收机的关键部分，这里对此进行简单介绍。 (a)、最简单的射频前端结构 接收机前端电路有几种不同的结构。图3-2给出了一种最简单的形式。这种结构无射频放大器，在带通滤波器之后，只有混频器和本机振荡器。带通滤波器的输入来自天线，其

2.4GHZ射频前端设计

2.4GHz ISM射频前端模块的设计及应用 2.4GHz工业科学医疗设备(ISM)是全世界公开通用使用的无线频段，蓝牙( Bluetooth)、 Wi-Fi、ZigBee等短距离无线数据通信均工作在2.4GHz ISM频段。 针对2.4GHz ISM频段无线应用，锐迪科微电子公司推出了RDA T212射频前端模块。T212芯片集成了功率放大器( PA)、低噪声放大器( LNA)、天线开关(Antenna Switch)和功率检测器(Power Detector)，并特别增加PA带通及LNA带通的省电功能，内部还针对天线端做了 ESD保护设计。T212芯片采用标准的 QFN 3×3mm2超小型封装，输入和输出已集成隔直电容和匹配电路，外围元件仅需少量滤波电容，极大地简化了PCB设计。 高集成度、超小尺寸并提供省电功能的T212射频前端模块，在手机蓝牙以及802.11.b/g扩展应用中大有可为。同时，T212芯片还具有优异的线性度，支持Bluetooth 2.0的高速率应用。 T212模块的性能 T212射频前端模块内集成的功率放大器采用先进的砷化镓异质结双极晶体管( GaAs HBT)工艺制造，低噪声放大器和天线开关采用增强型高电子迁移率场效应晶体管( E-PHEMT)工艺制造。尽管没有采用差分PA的形式，但是T212依然为客户提供了差分输入管脚，从而使客户不需要再关心差分转单端的设计。 T212集成的功率放大器是一款高线性高效率PA，在2.4GHz~2.5GHz频段内有20dB增益，线性输出功率为18dBm时的三阶交调IM3小于-30dBc。PA的静态工作电流可低至10mA，饱和输出功率可达23dBm，功率附加效率高达45%，这么高的效率有助于延长供电时间。

2.4GHz收发系统射频前端的ADS设计与仿真

2.4GHz收发系统射频前端的ADS设计与仿真 0 引言 近年来，随着无线通信业务的迅速发展，通信频段已经越来越拥挤。 1985 年美国联邦通信委员会(FCC)授权普通用户可以使用902MHz，2．4GHz 和5．8GHz 三个“工业、科技、医学”(ISM)频段。ISM 频段为无线通信设备提 供了无需申请在低发射功率下就能直接使用的产品频段，极大地推动了无线通 信产业的发展。虽然目前无线数字通信技术已经相当成熟，但射频设计仍然是 移动通信设计的瓶颈。射频电路的设计主要围绕着低成本、低功耗、高集成度、 高工作频率和轻重量等要求而进行。ISM 频段的射频电路的研究对未来无线通 信的发展具有重大的意义。国内外许多文献都对此作了研究，文献[2]中介绍了 在无线高速数据通信环境下，2．4GHz 发射机的设计。文献[3]介绍了一种低功 耗的CMOS 集成发射机的设计。 ADS(AdvancedDesignSystem)软件是Agilent 公司在HPEESOF 系列EDA 软件基础上发展完善的大型综合设计软件。它功能强大能够提供各种射频微波 电路的仿真和优化设计广泛应用于通信航天等领域。本文主要介绍了如何使用ADS 设计收发系统的射频前端，并在ADS 的模拟和数字设计环境下进行一些 仿真。 l 发射端的建模与仿真 由于设计是建立在实验室中已有的中频调制和解调的硬件基础上的，因 此发射端和接收端不考虑信号的调制和解调过程。实验室中的中频调制模块可 以输出大概8～10dBm 的40MHz 已调中频信号，经过分析选择，该发射端的 各个模块均参考MAXlM 公司的集成模块的参数而设计。本地振荡器采用的是MAX2700。MAX2700 是压控振荡器，通过设计合适的外围电路可以使它输出

磁共振实验报告

近代物理实验题目磁共振技术 学院数理与信息工程学院 班级物理082班 学号08220204 姓名 同组实验者 指导教师

光磁共振实验报告 【摘要】本次实验在了解如光抽运原理，弛豫过程、塞曼分裂等基本知识点的基础上，合理进行操作，从而观察到光抽运信号，并顺利测量g因子。 【关键词】光磁共振光抽运效应塞曼能级分裂超精细结构 【引言】光磁共振实际上是使原子、分子的光学频率的共振与射频或微波频率的磁共振同时发生的一种双共振现象。这种方法是卡斯特勒在巴黎提出并实现的。由于这种方法最早实现了粒子数反转，成了发明激光器的先导，所以卡斯特勒被人们誉为“激光之父”。光磁共振方法现已发展成为研究原子物理的一种重要的实验方法。它大大地丰富了我们对原子能级精细结构和超精细结构、能级寿命、塞曼分裂和斯塔克分裂、原子磁矩和g因子、原子与原子间以及原子与其它物质间相互作用的了解。利用光磁共振原理可以制成测量微弱磁场的磁强计，也可以制成高稳定度的原子频标。 【正文】 一、基本知识 1、铷原子基态和最低激发态能级结构及塞曼分裂 本实验的研究对象为铷原子，天然铷有两种同位素；85Rb（占72．15%）和87Rb（占27．85%）．选用天然铷作样品，既可避免使用昂贵的单一同位素，又可在一个样品上观察到两种原子的超精细结构塞曼子能级跃迁的磁共振信号．铷原子基态和最低激发态的能级结构如图1所示．在磁场中，铷原子的超精细结构能级产生塞曼分裂．标定这些分裂能级的磁量子数m F=F，F－1，…，－F，因而一个超精细能级分裂为2F＋1个塞曼子能级． 设原子的总角动量所对应的原子总磁矩为μF，μF与外磁场B0相互作用的能量为 E＝－μF·B0＝g F m FμF B0（1） 这正是超精细塞曼子能级的能量．式中玻尔磁子μB＝9．2741×10－24J·T－1 ，朗德因子g F= g J [F(F+1)+J(J+1)－I（I＋1）] ? 2F（F＋1）（2） 图1 其中g J= 1+[J(J+1)－L(L+1)+S（S＋1）] ? 2J（J＋1）（3） 上面两个式子是由量子理论导出的，把相应的量子数代入很容易求得具体数值．由式（1）可知，相邻塞曼子能级之间的能量差 ΔE＝g FμB B0（4） 式中ΔE与B0成正比关系，在弱磁场B0＝0，则塞曼子能级简并为超精细结构能级．

射频发射与接收机实验

射频发射与接收机实验 一、实验目的 1、学习掌握频谱仪的使用。 2、了解发射机、接收机的基本知识。 3、了解发射机、接收机的基本组成及其结构。 4、利用频谱仪测量发射机、接收机的主要技术指标；培养系统实验和测试技能 二、实验设备 GSP-810频谱分析仪1台 GRF-3100射频电路实验系统1套 函数信号发生器1台 示波器1台 二、实验原理 射频通信设备一般包括收发信机、天线设备、输入输出设备（如话筒、耳机等）、供电设备（如稳压电源、电池）等。其中发送机将电信号变换为足够强度的高频电振荡，发送天线则将高频电振荡变换为电磁波，向传输媒质辐射。接收机则是接收发送装置发送的高频调制信号，将其还原为消息或基带信号，完成通信功能。收信机与发信机在体制上（如频段划分、调制解调方式等）是相同的。在某些情况下，也允许收发信机存在着不相对应的差异。下面分别介绍发射机和接收机。 2.1、发射机的工作原理 射频发射机是无线系统的重要子系统，无论是话音、图像还是数据信号，要利用电磁波传送到远端，都必须使用发射机产生的信号，然后经调制放放大送到天线。发射机将电信号变换为足够强度的高频电振荡,天线则将高频电振荡变换为电磁波,向传输媒质辐射。 2.1.1、发射机的基本结构 要发射的低频信号与射频信号的调制方式有三种可能形式： 1）直接产生发射机输出的微波信号频率，再调制待发射信号。在雷达系统中常用脉冲调制

微波信号的幅度，即幅度键控。调制电路就是PIN开关。调制后信号经功放、滤波输出到天线。 2）将待发射的低频信号调制到发射中频（如70MHz）上，与发射本振混频得到发射机输出频率，再经功放、滤波输出到天线。图像通信中，一般先将图像信号先做基带处理（6.5MHz），再进行调制。 3）待发射的低频信号调制到发射中频（如70MHz）上，经过多次倍频得到发射机频率，然后再经过功放、滤波输出到天线。近代通信中常用此方案。 本系统中射频发射机模块主要由音频处理电路、PLL、前置放大器、功率放大器及天线组成，它的模块方框图如图1-1所示。其功能是将所要发送的信息（又称基带信号）经过调制后，将频谱搬移到射频上，再经过高频放大，达到额定功率之后，馈送到天线，发送到空间去。每一模块的具体原理在此就不一一赘述。 图1-1 发射机框图 2.1.2、发射机的重要参数 1）频率或频率范围：用来考查振荡器的频率及相关指标、温度频率稳定度、时间频率稳定性、频率负载牵引变化、压控调谐范围等，相关单位为MHz、GHz、ppm、MHz/V等。 2）功率：与功率有关的最大输出功率、频带功率波动范围、功率可调范围、功率的时间和温度稳定性，相关单位为mW、dBm、W、dBW等。 3）效率：供电电源到输出功率的转换效率。这一参数对于电池供电系统尤为重要。 4）噪声：包括调幅、调频和调相噪声，不必要的调制噪声将会影响系统的通信质量。 5）谐波抑制：工作频率的高次谐波输出功率大小。通过对二次、三次谐波抑制提出要求。 基波与谐波的功率比为谐波抑制指标。工程实际中，基本与谐波两个功率dBm的差为dBc。6）杂波抑制：除基波与谐波外的任何信号与基波信号的大小比较。直接振荡源的杂波就是本地噪声，频率合成器的杂波除本底噪声外，还有可能是参考频率及其谐波。 2.2、接收机的工作原理

哈工大天线原理实验报告

Harbin Institute of Technology 天线原理实验报告 课程名称：天线原理 院系：电信学院 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 实验时间： 实验成绩： 哈尔滨工业大学 一、实验目的 1.掌握喇叭天线的原理。

2.掌握天线方向图等电参数的意义。 3.掌握天线测试方法。 二、实验原理 1.天线电参数 (1).发射天线电参数: a.方向图：天线的辐射电磁场在固定距离上随空间角坐标分布的图形。 b.方向性系数：在相同辐射功率，相同距离情况下，天线在该方向上的辐射功率密度Smax与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度S0之比值。 c.有效长度：在保持该天线最大辐射场强不变的条件下，假设天线上的电流均匀分布时的等效长度。 d.天线效率：表征天线将高频电流或导波能量转换为无线电波能量的有效程度。 e.天线增益：在相同输入功率、相同距离条件下，天线在最大辐射方向上的功率密度Smax与无方向性天线在该方向上的功率密度S0之比值。 f.输入阻抗：天线输入端呈现的阻抗值。 g.极化：天线的极化是指该天线在给定空间方向上远区无线电波的极化。 h.频带宽度：天线电参数保持在规定的技术要求范围内的工作频率范围。 (2).接收天线电参数: 除了上述参数以外，接收天线还有一些特有的电参数：等效面积和等效噪声温度。 a.等效面积：天线的极化与来波极化匹配，且负载与天线阻抗共轭匹配的最佳状态下，天线在该方向上所接收的功率与入射电波功率密度之比。 b.等效噪声温度：描述天线向接收机输送噪声功率的参数。 2.喇叭天线 由逐渐张开的波导构成，是一种应用广泛的微波天线。按口径形状可分为矩形喇叭天线与圆形喇 叭天线等。波导终端开口原则上可构成波导辐射器，由于口径尺寸小，产生的波束过宽；另外， 波导终端尺寸的突变除产生高次模外，反射较大，与波导匹配不良。为改善这种情况，可使波导 尺寸加大，以便减少反射，又可在较大口径上使波束变窄。 (1).H面扇形喇叭：若保持矩形波导窄边尺寸不变，逐渐张开宽边可得H面扇形喇叭。

RFID通讯技术实验报告

· RFID通讯技术试验 专业: 物流工程 班级: 物流1201 学生: 学号: 指导教师:

一.前言 射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之，也可以嵌入被追踪物体之。 许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。 某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至于植入人体之。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。 二．实验目的 1. 了解RFID相关知识，了解RFID模块读写IC卡数据的原理与方法（电子钱包试验）；

2. 模拟企业生产线上的物料跟踪情况，掌握RFID的应用（企业物流采集跟踪系统演示）。 三．实验原理 1. 利用RFID模块完成自动识别、读取IC卡信息，实现RFID电子钱包的功能，给IC卡充值、扣款（电子钱包试验）； 2．利用4个RFID模块代替4个工位，并与软件系统绑定（添加，删除），由IC卡模拟物料的移动，并对物料在生产线上所经过的工位的记录进行查询，而且可以对物料的当前工位定位。 四．实验设备 《仓库状态数据检测开发系统》试验箱、IC卡、、锂电池、ZigBee通讯模块、RFID阅读器，ID卡、条码扫描器。 五．实验过程 5.1电子钱包试验 （1）先用电源线将试验箱连上电源，打开电源开关，然后打开Contex-A8电源开关，如图1所示。

物联网实验报告

实验名称：RFID开发实验 一、实验环境 硬件：UP-MobNet-II型嵌入式综合实验平台，PC机 软件：Vmware Workstation +Ubuntu12.04+ MiniCom/Xshell + ARM-LINUX交叉编译开发环境Rfid_900M模块QT测试程序 二、实验内容 1、了解UHF的基本概念、国际标准、协议内容 2、了解UHF的标准接口 3、了解UHF的应用范围及领域 4、掌握对功率和功放相关命令的操作 三、实验原理 超高频射频识别系统的协议目前有很多种，主要可以分为两大协议制定者：一是ISO（国际标准化组织）；二是EPC Global。ISO组织目前针对UHF（超高频）频段制定了射频识别协议ISO 18000－6，而EPC Global组织则制定了针对产品电子编码（Electronic Product Code）超高频射频识别系统的标准。目前，超高频射频识别系统中的两大标准化组织有融合的趋势，EPC Class 1 Generation 2标准可能会变成ISO 18000-6标准的Type c。本文主要讨论的是针对ISO 18000－6 标准的射频识别系统，本节讨论的是ISO 18000－6 协议中与系统架构相关的物理层参数。 ISO 18000-6 目前定义了两种类型：Type A 和Type B。下面对这两种类型标准在物理接口、协议和命令机制方面进行分析和比较。 1．物理接口 ISO 18000-6 标准定义了两种类型的协议—Type A 和Type B。标准规定：读写器需要同时支持两种类型，它能够在两种类型之间切换，电子标签至少支持一种类型。 （1）Type A 的物理接口 Type A 协议的通信机制是一种“读写器先发言”的机制，即基于读写器的命令与电子标签的应答之间交替发送的机制。整个通信中的数据信号定义为以下四种：“0”，“1”，“SOF”，“EOF”。通信中的数据信号的编码和调制方法定义为： ①读写器到电子标签的数据传输 读写器发送的数据采用ASK 调制，调制指数为30％（误码不超过3％）。 数据编码采用脉冲间隔编码，即通过定义下降沿之间的不同宽度来表示不同的数据信号。 ②电子标签到读写器的数据传输 电子标签通过反向散射给读写器传输信息，数据速率为40kbits。数据采用双相间隔码来进行编 码，是在一个位窗内采用电平变化来表示逻辑，如果电平从位窗的起始处翻转，则表示逻辑“1”；如果电平除了在位窗的起始处翻转，还在位窗的中间翻转，则表示逻辑“0”。 （2）Type B 的物理接口 Type B 的传输机制也是基于“读写器先发言”的，即基于读写器命令与电子标签的应答之间交换的机制。 ①读写器到电子标签的数据传输 采用ASK 调制，调制指数为11％或99％，位速率规定为10kbits 或40kbits，由曼彻斯特编码来完成。具体来说就是一种on-offkey格式，射频场存在代表“1”，射频场不存在代表“0”。曼彻斯特编码是在一个位窗内采用电平变化来表示逻辑“1”（下降沿）和逻辑“0”（上升沿）

GPS接收机射频前端电路原理与设计

GPS接收机射频前端电路原理与设计 摘要：在天线单元设计中采用了高频、低噪声放大器，以减弱天线热噪声及前面几级单元电路对接收机性能的影响；基于超外差式电路结构、镜频抑制和信道选择原理，选用GP2010芯片实现了射频单元的三级变频方案，并介绍了高稳定度本振荡信号的合成和采样量化器的工作原理，得到了导航电文相关提取所需要的二进制数字中频卫星信号。 关键词：GPS接收机灵敏度超外差锁相环频率合成 利用GPS卫星实现导航定位时，用户接收机的主要任务是提取卫星信号中的伪随机噪声码和数据码，以进一步解算得到接收机载体的位置、速度和时间（PVT）等导航信息。因此，GPS接收机是至关重要的用户设备。目前实际应用的GPS接收机电路一般由天线单元、射频单元、通信单元和解算单元等四部分组成，如图1所示。本文在分析GPS卫星信号组成的基础上，给出了射频前端GP2010的原理及应用。 1 GPS卫星信号的组成

GPS卫星信号采用典型的码分多址（CDMA）调制技术进行合成（如图2所示），其完整信号主要包括载波、伪随机码和数据码等三种分量。信号载波处于L波段，两载波的中心频率分别记作L1和L2。卫星信号参考时钟频率f0为10.23MHz，信号载波L1的中心频率为f0的154倍频，即： fL1=154×f0=1575.42MHz (1) 其波长λ1=19.03cm；信号载波L2的中心频率为f0的120倍频，即： fL2=120×f0=1227.60MHz (2) 其波长λ2=24.42cm。两载波的频率差为347.82MHz，大约是L2的 28.3%，这样选择载波频率便于测得或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差。伪随机噪声码（PRN）即测距码主要有精测距码（P码）和粗测距码（C/A码）两种。其中P 码的码率为10.23MHz、C/A码的码率为1.023MHz。数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据，又叫导航电文或D 码，它主要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的概略星历；总电文由1500位组成，分为5个子帧，每个子帧在6s内发射10个字，每个字30位，共计300位，因此数据码的波特率为50bps。

宽带微波接收机的射频前端设计探讨

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/b79558876.html, 宽带微波接收机的射频前端设计探讨 作者：刘瑶潘威 来源：《科学与信息化》2018年第13期 摘要随着微波技术的发展，微波接收机已经被广泛应用于通信、雷达等多个领域。由于信道上受到外界因素干扰较多，为了保证微波接收机的性能，接收机需要有较高的线性度、灵敏度、动态范围和选择性，这些性能的实现与射频前端息息相关。本文将在分析射频前端设计对宽度微波接收机作用的基础上，对几种常见的射频前端结构进行阐述，然后就影响射频前端性能的几种因素进行分析，探讨应该如何合理设计射频前端。 关键词宽带微波接收机；射频前端；低噪声；动态范围 1 射频前端对微波接收机的重要意义 现代电子技术的发展，使得接收机的种类越来越多，性能也得到了各方面的完善，功能更加复杂和通用化。目前接收机正朝着体积小、重量轻和功耗小，性能更加优越的方向发展，要求微波接收机具有宽频带、大动态范围、高灵敏度和低噪声。基于上述影响微波接收机信噪比、影响信号处理的因素分析，必须要对接收机重要组成部分射频前端进行优化设计，从而可对接收机性能起到保障作用。射频前端主要实现抗烧毁、信号预选、增益控制、幅度均衡等几方面功能，噪声系数、滤波器选择、幅度均衡以及输入1dB压缩点等都会对接收机前端性能产生重要影响。 2 射频前端的几种构成形式 2.1 常用接收机射频前端结构 在微波接收机接收有用信号的过程中，会受到高电平干扰信号的影响，从而影响信噪比，对信号处理产生不利作用。为了保证信噪比，微波接收机应该具有高选择性、高线性和低噪声的特点。 对来自天线下来的信号，首先会使用限幅器对信号进行限幅处理，保护后级的放大器不被大信号烧毁；再使用带通滤波器进行信号预选，最后使用低噪声放大器对信号进行一级放大，放大后的信号进入下一级进行处理。 在这个过程中，限幅器保护后级链路不受大功率信号的损坏，带通滤波器隔离带外信号，低噪声放大器在尽可能减少对噪声恶化的情况下补偿增益，该结构的作用是可以通过带通滤波器使互调失真降到最低，削弱失真响应，同时具有成本较低、结构简单的优点。 2.2 采用YIG统调预选滤波器的结构

射频实验报告一

电子科技大学通信射频电路实验报告 学生姓名： 学号： 指导教师：

实验一选频回路 一、实验内容： 1.测试发放的滤波器实验板的通带。记录在不同频率的输入下输出信号的 幅度，并绘出幅频响应曲线。 2.设计带宽为5MHz，中心频率为39MHz，特征阻抗为50欧姆的5阶带 通滤波器。 3.在ADS软件上对设计出的带通滤波器进行仿真。 二、实验结果： (一)低通滤波器数据记录及幅频响应曲线 频率 1.0k 500k 1M 1.5M 2.0M 2.5M 3.0M 3.5M 4..0M 4.5M 5.0M /Hz Vpp/mv 1000 1010 1020 1020 1020 1050 952 890 832 776 736 频率/Hz 5.5M 6.0M 6.2M 6.4M 6.6M 6.8M 7.0M 7.2M 7.4M 7.6M 7.8M Vpp/mv 704 672 656 640 624 592 568 544 512 480 448 频率/Hz 8.0M 8.2M 8.4M 8.6M 8.8M 9.0M 9.2M 9.4M 9.6M 9.8M 10.0M Vpp/mv 416 400 368 376 320 288 272 256 224 208 192

(二)带通滤波器数据记录及幅频响应曲线 频率 /MHz 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 Vpp/mv 0.4 0.8 0.4 0.6 0.8 0.6 0.8 0.8 1.4 1.1 6.0 4.0 23. 8 频率 /MHz 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2 8.4 8.6 8.8 9.0 9.2 9.4 Vpp/mv 79. 2 72. 8 66. 4 69. 6 77. 6 90. 4 108. 8 137. 6 183. 2 260 364 442 440 频率/MHz 9.6 9.8 10. 10. 2 10. 4 10. 6 10.8 11.0 11.2 11. 4 11. 6 11. 8 12. Vpp/mv 440 403 378 378 406 468 468 548 548 484 412 356 324 频率/MHz 12. 2 12. 4 12. 6 12. 8 13. 13. 2 13.4 13.6 13.8 14.

ISO15693非接触式IC卡射频前端电路的设计

１前言 ＩＳＯ１５６９３标准协议是国际上规定的用于非接 触式ＩＣ卡的一种高频通信协议。该标准协议的非接触式ＩＣ卡的读写距离长达１００ｃｍ，比同是高频通信 协议的ＩＳＯ１４４４３规定的１０ｃｍ读写距离更大，应用范围也会更加广泛。ＩＳＯ１５６９３标准协议规定：读卡器到卡所发送的信号为采用脉冲位置编码的１０％ ＡＳＫ和１００％ＡＳＫ两种调制模式的频率都为 １３．５６ＭＨｚ的载波。 卡片解调电路的任务是把两种深秦燕青，葛元庆 （清华大学微电子学研究所，北京１０００８４） ＩＳＯ１５６９３非接触式 ＩＣ卡射频前端电路的设计 摘要：介绍了ＩＳＯ１５６９３非接触式ＩＣ卡射频前端电路，采用了一种巧妙的整流电路，提高了整流效率。同时使用了一种适用于ＩＳＯ１５６９３非接触式卡片的简单的稳压电路结构，有助于信号的解调，并且使卡片在接收到的信号为１０％ＡＳＫ和１００％ＡＳＫ两种调制模式时都能正常工作。芯片测试结果显示：电源产生电路能够产生２．２Ｖ－３．８Ｖ的直流电压，解调电路能够在２．０Ｖ－３．８Ｖ电压下可靠稳定的工作；在 ＩＳＯ１５６９３规定的最小场强０．１５Ａ／Ｍ处，整个芯片的电源电压为３．３Ｖ，且功耗小于６０μＷ。 关键词：ＩＳＯ１５６９３；非接触式ＩＣ卡；整流电路；电源产生电路；解调电路 ＤｅｓｉｇｎｏｆａＲＦｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｃｉｒｃｕｉｔｏｆｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓｆｏｒＩＳＯ１５６９３ ＱＩＮＹａｎ－ｑｉｎｇ，ＧＥＹｕａｎ－ｑｉｎｇ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＲＦｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｃｉｒｃｕｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓｃｏｍｐｌｙｉｎｇｗｉｔｈＩＳＯ１５６９３．Ａｎｏｖｅｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ａｓｉｍｐｌｅｌｉｍｉｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｉｎｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓ，ａｎｄｉｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｔｏｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｇｎａｌ．Ｔｈｉｓｌｉｍｉｔｅｒｃａｎａｌｓｏｈｅｌｐｔｈｅａｂｏｖｅｃａｒｄｓｗｏｒｋｎｏｒｍａｌｌｙｗｈｅｎｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｄｓｉｇｎａｌｉｓ１０％ＡＳＫｏｒ１００％ＡＳＫｍｏｄｕｌａｔｉｎｇｍｏｄｅ．Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｗｅｒｇｅｎ－ｅｒａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａＤＣｓｕｐｐｌｙｖｏｌｔａｇｅｆｒｏｍ２．２Ｖｔｏ３．８Ｖ．Ｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｗｏｒｋｐｒｏｐｅｒｌｙａｎｄｓｔｅａｄｉｌｙｆｒｏｍ２．０Ｖｔｏ３．８Ｖ．Ｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ６０ｕＷａｔ３．３Ｖ，ｗｈｅｎｔｈｅｗｈｏｌｅｃｈｉｐｗｏｒｋｓａｔｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｏｐｅｒａｔｉｎｇｆｉｅｌｄ０．１５Ａ／Ｍ，ｗｈｉｃｈｉｓｐｒｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎＩＳＯ１５６９３． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＳＯ１５６９３；ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓ；ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ；ｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ；ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔＥＥＡＣＣ：１２０５；１２５０

24GHz射频前端频率合成器设计

第48卷第1期（总第187期） 2019年3月 火控雷达技术 Fire Control Ｒadar Technology Vol.48No.1（Series 187） Mar.2019 收稿日期：2018-10-24作者简介：饶睿楠（1977－），男，高级工程师。研究方向为频率综合器及微波电路技术。 24GHz 射频前端频率合成器设计 饶睿楠 王 栋 余铁军 唐 尧 （西安电子工程研究所西安710100） 摘要：随着微波射频集成电路集成度越来越高， 24GHz 频段的高集成雷达收发芯片逐渐大规模使用。其中英飞凌科技公司的24GHz 锗硅工艺高集成单片雷达解决方案就是其中具有代表性的一种，被大量应用在液位或物料检测、照明控制、汽车防撞、安防系统。FMCW 为此种应用最多采用的信号调制方式。本文采用锁相环频率合成方案，产生系统所需的FMCW 调制信号。关键词：24GHz 射频前端；FMCW ；频率综合器BGT24AT2ADF4159中图分类号：TN95文献标志码：A 文章编号：1008－8652（2019）01－066－04 引用格式：饶睿楠，王栋，余铁军，唐尧．24GHz 射频前端频率合成器设计［ J ］．火控雷达技术，2019，48（1）：66－69． DOI ：10．19472/j．cnki．1008－8652．2019．01．014 Design of a Frequency Synthesizer for 24GHz ＲF Front Ends Ｒao Ｒuinan ，Wang Dong ，Yu Tiejun ，Tang Yao （Xi'an Electronic Engineering Ｒesearch Institute ，Xi'an 710100） Abstract ：With the increasing integration of microwave and radio-frequency integrated circuits ，highly integrated radar transceiver chips in 24GHz band have gradually found large-scale applications．Among those chips ，Infineon's 24GHz SiGe monolithic radar solution is a typical one．It has found wide applications in liquid （or material ）detec-tion ，lighting control ，automotive collision avoidance ，and security systems．FMCW is the most widely used signal modulation method in these applications．This paper uses PLL frequency synthesis scheme to generate FMCW mod-ulation signals required by the system． Keywords ：24GHz ＲF front end ；FMCW ；frequency synthesizer ；BGT24AT2；ADF4159 0引言 24GHz 频段雷达大量用于液位检测、照明控制、汽车防撞、安防等领域。近年来由于微波集成电路的高速发展，单芯片电路集成度越来越高，出现了一大批高集成、多功能的射频微波集成电路，以前需要几片或十几片芯片的电路被集成在一片集成电路之中。英飞凌公司推出的基于锗硅工艺的高集成单片雷达解决方案就是其中对具代表性的产品之一。FMCW 信号调制方式被广泛的应用于此类产品。本文采用英飞凌公司BGT24AT2单片信号源芯片与ADI 公司ADF4159锁相环芯片构成24GHz 射频前端频率合成器部分，产生了24GHz 24．2GHz FM-CW 发射信号。 1BGT24AT2锗硅24GHz MMIC 信号源芯片基本指标 BGT24AT2是一款低噪声24GHz ISM 波段多功能信号源。内部集成24GHzVCO 和分频器。3路独立的ＲF 输出可分别输出+10dBm 的信号，通过SPI 可对输出信号功率进行控制。发射信号的快速脉冲和相位反向可通过单独的输入引脚或通用的SPI 控制接口进行控制。片内集成输出功率及温度传感器，可对芯片工作情况进行监控。芯片工作的环境温度为－40? 125?，满足汽车级环境应用要求。封装为32脚VQFN 封装，单3．3V 电源供电，节省了大量板上空间。其原理框图如图1所示。

RFID实验报告66232

实验报告 课程名称射频识别实验 学生学院自动化学院 专业班级 14级物联网2班 学号 91 学生姓名卢阳 指导教师高明琴 2016 年 11 月 20 日

实验一125K H z R F I D实验 一、实验目的 1、掌握125kHz只读卡、125kHz读写卡的基本原理 2、熟悉和学习125kHz只读卡协议、125kHz读写卡协议 二、实验内容与要求 学会使用综合实验平台识别125kHz只读卡卡号，并对125kHz读写卡进行数据读写操作，观察只读卡和读写卡协议。 三、实验主要仪器设备 PC机一台，实验教学系统一套。 四、实验方法、步骤及结果测试 2、注意事项 切记：插、拔各模块前最好先关闭电源，模块插好后再通电 RFID 读写器串口波特率为 9600bps 2、环境部署 ⑴准备 125K 低频 RFID 模块，参考章节设置跳线为模式 2，将模块的电源拨码开关设 置为 OFF，参考章节通过交叉串口线将模块与电脑的串口相连，给模块接 5V 电源； ⑵将模块的电源拨码开关设置为 ON，此时模块的电源指示灯亮，表明模块电源上电正常； ⑶运行 RFID 实训系统.exe 软件，选项卡选择 125K 模块； 3、打开串口操作 设置串口号为 COMx，设置波特率为 9600，点击“打开”按钮执行串口连接操作； 4、寻卡操作 串口打开成功后，将 125K 标签放入天线场区正上方，RFID 模块检测到标签存在后，将获取到标签 ID 并显示在 ListView 控件中，16 进制数据 listview 控件显示的是 16 进制标签 ID，10 进制数据 listview 控件显示的是 10 进制标签 ID，实验结果如下图；

射频技术实验报告

传输线理论 一：试验目的 1.了解基本传输线、微带线及史密斯圆的特性。 2.学习微带线的设计方法。 3.利用实验模块进行测量，以掌握微带线的特性。 二、实验内容 1、完成开路传输线的S11的测量，记录数据；并与示波器观察的结果比较。 2、完成短路传输线的S11的测量，记录数据；并与示波器观察的结果比较。 3、完成50Ω微带传输线的S11、S21的测量，记录数据；并与示波器观察的结果比较。 三、实验设备 1、ZY12RFSys32BB1射频训练系统：1台。 2、实验模块：传输线模块1个。 3、示波器（20MHz，双踪，X-Y模式）：1台。 4、50ΩBNC连接线（浅色、长线）：2条。 5、1MΩBNC连接线（黑色）：2条。 6、50Ω匹配负载：4个。 四、实验步骤 1、开路P1端口的S11测量 P1端口S11与频率曲线图如下：

2、短路P2端口的S11测量： P2端口S11与频率曲线图如下： 3、传输的测量： P3端口S11与频率曲线图如

（2）．传输P3、P4端口的S21测量： P4端口S21与频率曲线图如下： 五、实验总结 1、开路：开路对应全反射状态，此时的反射S11最大，理想情况下等于零dB。 2、短路：短路对应全反射状态，此时的反射S11最大，理想情况下等于零dB。 3、传输：模块的传输是匹配状态下的微带传输，此时的反射S11最小；传输S21最大， 理想情况下等于零dB。 但实际上由于仪器本身的误差，大多数情况下不为0dB。

微带天线 一：试验目的 1、了解天线的基本原理。 2、学习微带天线的设计方法。 3、利用实验模块进行实际测量，以掌握微带天线的特性 二、实验内容 1、微带天线S11测量。 2、根据距离不同和方向不同，测量微带天线用作发射和接收时的S21值。 三、实验设备 1、射频训练系统主机：一台 2、示波器：一台 3、实验模块：微带天线模块2个 4、50ΩBNC连接线（浅色长线）：2条 5、50Ω匹配负载：3个 6、1MΩBNC连接线（黑色）：2条 四、实验步骤 1、圆形微带贴片天线的S11测量： S11与频率曲线图如下： 2、圆形微带贴片天线的S21测量： S21与频率曲线图如下：