一种用于射频直接采样接收机的高增益放大器及实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于射频直接采样接收机的高增益放大器及实现方法。
【背景技术】
[0002]随着高速A/D、D/A、DSP器件性能的不断提高，使接收机的射频直接带通采样技术有了施展的平台。射频直接采样接收机相对于传统超外差接收机来说，具有可重配置性强，灵活、开放等特点，容易形成模块化和标准化。通过射频直接采样技术，使用分路滤波和带通采样方法，可实现对多路射频信号的同步采集，可对采集数据进行同步传输。射频直采技术必然要用到高增益射频放大器，因为天线接收下来的信号幅度是μ V级别的，而A/D的最小分辨率也要数十mV，这就需要高增益放大器(增益100dB以上)把微弱的射频信号放大到适合A/D器件采样的幅度，并且要尽可能地降低放大器的噪声系数，以使放大器的输出信号有足够的信噪比供后面的电路采样和数据处理。
【发明内容】
[0003]鉴于现有技术的状况及存在的不足，本发明提供了一种用于射频直接采样接收机的高增益放大器及实现方法，以应对现有技术需要高增益放大器的需求。
[0004]本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是:一种用于射频直接采样接收机的高增益放大器，包括二个金属盒体，其特征在于:还包括高增益放大器电路，所述高增益放大器电路由第一放大单元和第二放大单元构成，所述第一放大单元包括LC带通滤波器1、宽带低噪声放大器、声表滤波器1、高频三极管1、声表滤波器I1、高频三极管I1、电子滤波器1、电子滤波器I1、电子滤波器III，具体连接为:天线收到的工作频带内的信号依次通过LC带通滤波器1、宽带低噪声放大器、声表滤波器1、高频三极管1、声表滤波器II与高频三极管II连接，通过射频输出插座输出放大后的信号；电源通过电子滤波器I接宽带低噪声放大器，电源通过电子滤波器II接高频三极管I，电源通过电子滤波器III接高频三极管II;
所述第二放大单元包括LC带通滤波器I1、高频三极管II1、晶体滤波器、高频三极管IV、数控衰减器、集成射频放大器、LC低通滤波器、电子滤波器IV、电子滤波器V、电子滤波器VI，具体连接为:第一放大单元的输出放大后的信号依次通过LC带通滤波器I1、高频三极管II1、晶体滤波器、高频三极管IV、数控衰减器、集成射频放大器与LC低通滤波器连接，经过滤波后的信号加到输出端的射频插座；电源通过电子滤波器IV接高频三极管III，电源通过电子滤波器V接高频三极管IV、电源通过电子滤波器VI接集成射频放大器；
第一放大单元放置在一个金属盒内，第二放大单元放置在另一个金属盒内，第一放大单元和第二放大单元通过电缆连接。
[0005]—种用于射频直接采样接收机的高增益放大器的实现方法，其特征在于:步骤如下，将整个高增益放大器分为2个放大单元:第一放大单元和第二放大单元；
第一放大单元的工作过程:天线收到的工作频带内的信号首先由第一放大单元的射频输入插座接入，经过LC带通滤波器I，此LC带通滤波器I的插损2dB，加到宽带低噪声放大器产生20dB的增益，之后经过声表滤波器I进行滤波，约有3dB的插损，再经过高频三极管I放大产生22dB的增益，经过声表滤波器II进行滤波，有3dB的插损，再经过高频三极管II放大，有22dB的增益，放大后的信号加到第一放大单元的射频输出插座，
第一放大单元的增益计算如下:
第一放大单元的增益=_2 dB +20 dB -3 dB +22 dB -3 dB +22 dB =56dB ；
第二放大单元的工作过程:第一放大单元的射频输出接到第二放大单元的射频输入，经过LC带通滤波器II，此LC带通滤波器II的插损2dB，加到高频三极管III这一级电路放大，有22dB的增益，之后经过晶体滤波器进行滤波，晶体滤波器有3dB的插损，再经过高频三极管IV这一级电路放大，有22dB的增益，之后通过数控衰减器，数控衰减器的衰减量步进为ldB，它的作用是调节整机总的增益，还可以用作整机增益的高低温补偿，经过数控衰减器的信号最后送到集成射频放大器，这级有23dB的增益，输出的信号经过后面的低通滤波器进行滤波，虑除谐波分量，低通滤波器有ldB的插损，经过滤波后的信号加到输出端的射频插座，
第二放大单元的增益计算如下:
第二放大单元的增益=_2 dB +22 dB -3 dB +22 dB +23 dB -1 dB =61dB，
这样，整机的增益就有第一放大单元的增益+第二放大单元的增益=117dB ;
上述使用的有源放大器都是宽带器件，级间配有LC带通滤波器或者声表滤波器或者晶体滤波器，根据接收频率来确定这些滤波器的中心频率。LC带通滤波器和声表滤波器的带宽较宽，通常达几MHz到十几MHz，目的是为了缩小高增益放大器的带宽，从而降低噪声功率提高输出信号的信噪比，晶体滤波器的带宽较窄，从几KHz到几百KHz，使用晶体滤波器是为了选出需要接收的信号；
本高增益放大器由于有很高的增益，其中各级放大器极易因耦合造成正反馈自激，故每级放大器的供电电路上都加了电子滤波器，使得每级都用“纯净”的电源供电。
本发明的有益效果是:本发明与射频直接采样接收机配合使用，实现了无线接收机的射频直接解调接收，相对于传统的超外差接收机在灵敏度指标上有3 - 4dB的提高，并且省去了超外差接收机中的频率合成器，也避免了高低温环境下合成器频率偏移引发的灵敏度下降的问题。
[0006]整个放大器增益117dB，可以在宽频段范围内稳定工作，具有温度补偿功能，保证整机在_25°C?55°C范围内增益变化不超过3dB。
[0007]整机具备极好的低噪声性能。前级使用超低噪声放大元器件以及输入端合适的低插损滤波器使得整机的噪声系数不超过2dB。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的电路连接框图。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示，一种用于射频直接采样接收机的高增益放大器，包括二个金属盒体，还包括高增益放大器电路，高增益放大器电路由第一放大单元和第二放大单元构成，第一放大单元包括LC带通滤波器1、宽带低噪声放大器、声表滤波器1、高频三极管1、声表滤波器I1、高频三极管I1、电子滤波器1、电子滤波器I1、电子滤波器III ;具体连接为:天线收到的工作频带内的信号依次通过LC带通滤波器1、宽带低噪声放大器、声表滤波器1、高频三极管1、声表滤波器II与高频三极管II连接，通过射频输出插座输出放大后的信号；电源通过电子滤波器I接宽带低噪声放大器，电源通过电子滤波器II接高频三极管I，电源通过电子滤波器III接高频三极管II。
[0010]第二放大单元包括LC带通滤波器I1、高频三极管II1、晶体滤波器、高频三极管IV、数控衰减器、集成射频放大器、LC低通滤波器、电子滤波器IV、电子滤波器V、电子滤波器VI ;具体连接为:第一放大单元的输出放大后的信号依次通过LC带通滤波器I1、高频三极管II1、晶体滤波器、高频三极管IV、数控衰减器、集成射频放大器与LC低通滤波器连接，经过滤波后的信号加到输出端的射频插座；电源通过电子滤波器IV接高频三极管III，电源通过电子滤波器V接高频三极管IV、电源通过电子滤波器VI接集成射频放大器；
第一放大单元放置在一个金属盒内，第二放大单元放置在另一个金属盒内，第一放大单元和第二放大单元通过电缆连接。
[0011]由于整个放大电路增益很高，为避免输入与输出之间耦合而造成放大器自激，将第一放大单元和第二放大单元分别独立的设置在具有优良屏蔽性能的一个金属盒内，两个放大单元的射频连接采用泄漏极低的刚性电缆，以切断第一放大单元和第二放大单元输入和输出之间的耦合，使其可以稳定工作。
[0012]—种用于射频直接采样接收机的高增益放大器的实现方法，步骤如下:将整个高增益放大器分为2个放大单元:第一放大单元和第二放大单元。
[0013]第一放大单元的工作过程:天线收到的工作频带内的信号首先由第一放大单元的射频输入插座接入，经过LC带通滤波器I，此LC带通滤波器I的插损2dB，加到宽带低噪声放大器产生20dB的增益，之后经过声表滤波器I进行滤波，约有3dB的插损，再经过高频三极管I放大产生22dB的增益，经过声表滤波器II进行滤波，有3dB的插损，再经过高频三极管II放大，有22dB的增益，放大后的信号加到第一放大单元的射频输出插座。
[0014]第一放大单元的增益计算如下:
第一放大单元的增益=_2 dB +20 dB -3 dB +22 dB -3 dB +22 dB =56dB。
[0015]第二放大单元的工作过程:第一放大单元的射频输出接到第二放大单元的射频输入，经过LC带通滤波器II，此LC带通滤波器II的插损2dB，加到高频三极管III这一级电路放大，有22dB的增益，之后经过晶体滤波器进行滤波，晶体滤波器有3dB的插损，再经过高频三极管IV这一级电