北京革新創(chuàng)展科技有限公司-創(chuàng)新研究型射頻通信實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)技術(shù)方案

一、簡述
射頻技術(shù)在無線通信領(lǐng)域具有廣泛的、不可替代的作用，隨著移動通信的快速發(fā)速，社會對射頻技術(shù)人才的要求不斷提高，作為人材培訓(xùn)基地的高校應(yīng)能適時調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)和訓(xùn)練方式，以滿足用人單位需求。
RZ9910D型實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要用于訓(xùn)練學(xué)生在已有相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，通過射頻設(shè)計(jì)軟件仿真設(shè)計(jì)、相關(guān)器件性能指標(biāo)比對選取、射頻電路布線排版裝配調(diào)試、單元電路性能測試、系統(tǒng)增益匹配調(diào)整等實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生深刻理解射頻系統(tǒng)分布參數(shù)、器件特性、阻抗匹配對通信系統(tǒng)的影響，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會射頻電路設(shè)計(jì)調(diào)試，滿足電子競賽和社會對射頻技術(shù)人材的需求。創(chuàng)新研究型射頻通信實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)創(chuàng)新研究型射頻通信實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

二、射頻系統(tǒng)構(gòu)建
RZ9910D主要有射頻發(fā)射系統(tǒng)和射頻接收系統(tǒng)組成，射頻發(fā)射鏈路主要有：幅度調(diào)制器、頻率調(diào)制器、本振（PLL鎖相振蕩器）、上變頻器、帶通濾波器、可調(diào)增益放大衰減器、功放1、功放2、發(fā)射天線等組成，實(shí)現(xiàn)從中頻到射頻的信號搬移。
射頻接收鏈路是整個通信接收系統(tǒng)的基礎(chǔ)，完整的射頻接收鏈路包含幅度解調(diào)器、頻率解調(diào)器、接收天線、帶通濾波、低噪聲放大、可調(diào)增益放大、振蕩器、混頻器及低通濾波，實(shí)現(xiàn)射頻信號到中頻信號的搬移，再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換進(jìn)入數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。

三、系統(tǒng)特點(diǎn)
1、本實(shí)驗(yàn)方案對通信系統(tǒng)中射頻收發(fā)電路的各個功能模塊分別進(jìn)行了獨(dú)立設(shè)計(jì)，并且盡可能對每個模塊提供了多種解決方案和思路，旨在幫助實(shí)驗(yàn)者掌握射頻收發(fā)鏈路各功能模塊的基本設(shè)計(jì)方法，并通過觀察信號在各個功能模塊中的幅頻變化，進(jìn)一步深入理解射頻通信系統(tǒng)中模擬電路所扮演的角色。
2、系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)了兩款帶多個分支的低噪聲放大器和功放，學(xué)生可以在線調(diào)試匹配網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練學(xué)生對阻抗匹配重要性的理解；
3、每個模塊均設(shè)有參數(shù)調(diào)整接口，如工作點(diǎn)、增益、頻響、頻率、阻抗、功率等，便于學(xué)生研究和調(diào)整系統(tǒng)性能指標(biāo)；
4、提供整套仿真設(shè)計(jì)例程。

四、技術(shù)指標(biāo)
1、幅度調(diào)制器
基本功能：利用乘法器電路進(jìn)行頻率搬移，產(chǎn)生幅度調(diào)制信號。
頻率：1000MHz

2、幅度解調(diào)器
基本功能：通過包絡(luò)檢波電路還原出原始信號。
頻率：10MHz

3、頻率調(diào)制器
基本功能：利用調(diào)頻電路產(chǎn)生頻率調(diào)制信號。
頻率：150MHz

4、頻率解調(diào)器
基本功能：通過鑒頻電路還原出原始信號。
頻率：10MHz

5、低噪聲放大器（通用型）
基本功能：在通信系統(tǒng)中的接收鏈路中完成信號的低噪聲放大，連接接收天線的輸出端。
設(shè)計(jì)指標(biāo)：
1)工作頻段：0.5Ghz-1.5Ghz；
2)噪聲系數(shù)：2.5dB
3)增益：＞40dB；
4)最大輸出功率：10dBm

6、頻率源本振1（PLL+VCO）
基本功能：提供通信系統(tǒng)中的載波頻率源，用于將中頻調(diào)制信號上變頻至射頻頻段。
1)輸出頻率范圍：350MHz-1800GHz
2)最大輸出功率：+10dBm
3)相噪：＜-110dBc/Hz@100kHz
4)穩(wěn)定時間：400us
5)輸出鑒頻雜散：＜-70dBc

7、可變增益放大衰減器
基本功能：調(diào)諧整個通信系統(tǒng)的鏈路增益，具備寬范圍的放大衰減功能，可以根據(jù)輸入信號的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)的動態(tài)范圍。
1)工作頻率：10Mhz-3GHz
2)增益調(diào)節(jié)范圍：-34dB~+22dB

8、頻率源本振2（PLL+VCO）
基本功能：提供通信系統(tǒng)中的載波頻率源，用于將中頻調(diào)制信號上變頻至射頻頻段。
1)輸出頻率范圍：2050MHz-2450GHz
2)最大輸出功率：+10dBm
3)相噪：＜-105dBc/Hz@100kHz
4)穩(wěn)定時間：400us
5)輸出鑒頻雜散：＜-70dBc

9、功率放大器
基本功能：將上邊頻以后的射頻信號進(jìn)行功率放大，輸出接發(fā)射天線的輸入端。
1)輸出頻率范圍：0.5GHz-1.5GHz
2)1dB功率壓縮點(diǎn)：+18dBm
3)增益：大于30dB
4)工作電壓：5V

10、發(fā)射鏈路上變頻器
基本功能：將中頻調(diào)制信號上變頻至射頻，并進(jìn)行高通濾波。
1)射頻及本振工作頻段：50MHzHz-1.6GHz
2)中頻工作頻段：20MHz-1000MHz
3)變頻插損：9dB
4)本振-射頻隔離：35dB
5)本振-中頻隔離：30dB

11、接收鏈路下變頻器
基本功能：將射頻信號下變頻至中頻，并進(jìn)行低通濾波。
1)射頻及本振工作頻段：300MHzHz-2.4GHz
2)中頻工作頻段：DC-700MHz
3)變頻插損：6dB
4)本振-射頻隔離：35dB
5)本振-中頻隔離：25dB

12、低噪聲放大器（專用型）
基本功能：在通信系統(tǒng)中的接收鏈路中完成信號的低噪聲放大，連接接收天線的輸出端。
1)工作頻段：900MHz±20MHz；
2)噪聲系數(shù)：0.3dB
3)增益：＞15dB；
4)最大輸出功率：0dBm

13、功率放大器（專用型）
基本功能：在通信系統(tǒng)中的發(fā)射鏈路中完成信號的功率放大，輸出連接發(fā)射天線的輸入端。
1)工作頻段：900MHz±20MHz；
2)1dB功率壓縮點(diǎn)：33dBm（2W）
3)增益：＞18dB；
4)效率：大于60%；
5)直流偏置工作點(diǎn)：Vgs = 1.8V；Vds = 28V。

14、收發(fā)天線
1)工作頻段：900MHz±10MHz；
2)增益：＞3dBi；
3)極化：線極化。

六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
第一部分 無源組件測試
實(shí)驗(yàn)一 定向耦合器
實(shí)驗(yàn)二 功分器
實(shí)驗(yàn)三 微帶環(huán)形電橋
實(shí)驗(yàn)四 衰減器
實(shí)驗(yàn)五 上變頻器
實(shí)驗(yàn)六 下變頻器
第二部分 有源部件測試
實(shí)驗(yàn)七 中頻振蕩器
實(shí)驗(yàn)八 數(shù)字鎖相環(huán)+壓控振蕩器（PLL+VCO）
實(shí)驗(yàn)九 可調(diào)增益放大器
實(shí)驗(yàn)十 低噪聲放大器
實(shí)驗(yàn)十一 功率放大器
第三部分 射頻系統(tǒng)測試
實(shí)驗(yàn)十二 射頻發(fā)送系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)十三 射頻接收系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)十四 射頻數(shù)據(jù)單向傳輸系統(tǒng)(選做)
第四部分 射頻電路CAD設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十五 微帶天線設(shè)計(jì)及性能仿真
實(shí)驗(yàn)十六 低噪聲放大器設(shè)計(jì)及性能仿真
實(shí)驗(yàn)十七 功率放大器設(shè)計(jì)及性能仿真
第五部分 傳輸線及匹配理論實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十八 微波傳輸線參數(shù)的測量與計(jì)算(本實(shí)驗(yàn)選做)
實(shí)驗(yàn)十九 終端開路微帶線沿線電壓分佈測量
實(shí)驗(yàn)二十 終端短路微帶線沿線電壓分佈測量
實(shí)驗(yàn)二十一 終端匹配時微帶線沿線電壓分佈測量
第六部分 無源微帶電路設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)一 低通濾波器設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)二 帶通濾波器設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)三 功分器及四端口網(wǎng)絡(luò)仿真（耦合器，移相器，環(huán)形器）