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5.8GHz微波接收機(jī)電路art計(jì)
摘要：提出了一種5.8GHz微波接收機(jī)電路設(shè)計(jì)方案，針對(duì)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)給定的要求，提出了接收機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理和方法，介紹了具體電路設(shè)計(jì)，給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析。關(guān)鍵詞：DSRC 噪聲系數(shù) 靈敏度 動(dòng)態(tài)范圍 混頻器
DSRC作為一種專用的無線短距通信協(xié)議，主要針對(duì)固定于車道或路側(cè)的路側(cè)單元(RSU)與轉(zhuǎn)載于移動(dòng)車輛上的車載單元(OBU)之間的通信接口規(guī)范。本文采用廣泛使用的被動(dòng)式歐洲D(zhuǎn)SRC標(biāo)準(zhǔn)，其主要技術(shù)指標(biāo)如下：工作頻率為5．8GHz，下行數(shù)據(jù)為FMO編碼，速率為500kbps，調(diào)制方式為幅度(AM)調(diào)制；上行數(shù)據(jù)為NnZI編碼，速率為250kbps，調(diào)制方式為2MHz或1．5MHz副載波的二進(jìn)制相移鍵控(BP5K)調(diào)制，數(shù)據(jù)誤碼率為10-6。圖l為DSRC通信系統(tǒng)工作模式。它采用半雙工的通信模式，主要有兩種工作方式：下行和上行方式。 當(dāng)在下行方式時(shí)，RSU為發(fā)射模式，而OBU為接收模式，RSU發(fā)射以AM調(diào)制方式把調(diào)制信號(hào)F AM加到5．8GHz的載波頻率F0上。當(dāng)在上行方式時(shí)，RSU為接收模式，而OBU為發(fā)射模式，RSU發(fā)射連續(xù)的j．SCHz載波FO給OBU，并與OBU中的2MHz或1．5MHz的副載波BP5K調(diào)制信號(hào)Fm混頻后，再通過天線反射回R5U上的接收機(jī)進(jìn)行同步解調(diào)。
本文針對(duì)DSRC通信系統(tǒng)給定的要求，提出了一套含OBU和RSU的頻率為5．8GHz的微波接收電路，具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大等特點(diǎn)，并在最后介紹了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)情況。
圖1
1 設(shè)計(jì)原理
1．1接收系統(tǒng)的作用距離和靈敏度估算
OBU的下行喚醒作用距離為：
(1)式中，λ=載波的波長(zhǎng)=5cm；po=RSU發(fā)射機(jī)的功率輸出=18dBm；Gt為RSU的天線增益：13dB；Gr=OBU的天線增益=6dB；Ls=車輛擋風(fēng)玻璃造成的損耗=-5dB；Smin=OBU的喚醒靈敏度=-40dBm。因此可求得OBU的下行喚醒作用距離在15m左右。
OBU接收到的功率，經(jīng)OBU的BP5K副載波調(diào)制后，再發(fā)射回RSU接收機(jī)，故接收功率為：
(2)式中，Lb為OBU的副載波調(diào)制和轉(zhuǎn)發(fā)損耗，約為-6dB；月為上行鏈路時(shí)OBU與RSU接收機(jī)的距離。所以當(dāng)只為5m-1lm的正常通信范圍時(shí)，R5U接收機(jī)射頻端的動(dòng)態(tài)起伏為-84dBm~-97dBm，RSU接收機(jī)靈敏度必須<-97dBm。
1．2 RSU接收機(jī)的總體設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)為微波反射式系統(tǒng)，OBU反射RSU發(fā)射機(jī)的載波作為上行發(fā)射載波，故RSU接收機(jī)的RF信號(hào)與本振10信號(hào)相同。所以本接收機(jī)采用零中頻接收方案設(shè)計(jì)，因?yàn)樯闲懈陛d波BPSK調(diào)制信號(hào)是雙邊帶調(diào)制，它的頻譜位于載頻的兩邊，故不需要鏡頻抑制。如圖2所示，RSU接收機(jī)主要由射頻帶通濾波器、低噪聲放大器、1昆頻器、中頻帶通濾波器和中頻放大及BPSK解調(diào)電路組成。
圖2
針對(duì)系統(tǒng)對(duì)接收機(jī)的要求，在接收機(jī)設(shè)計(jì)中，主要注重以下幾個(gè)方面：接收機(jī)的噪聲系數(shù)設(shè)計(jì)、接收機(jī)的大動(dòng)態(tài)范圍設(shè)計(jì)、接收機(jī)微波無源部件的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)。考慮其全面的性能，在具體電路設(shè)計(jì)中，必須均衡設(shè)計(jì)各級(jí)的噪聲系數(shù)、功率增益，保證各個(gè)無源部
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