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GSM-R频段接收机前端设计与仿真
| 论文题名： | GSM-R频段接收机前端设计与仿真 |
| 关键词： | 接收机;GSM-R通信系统;低噪声放大器;射频仿真;接收机前端设计 |
| 摘要： | GSM-R通信系统是专为铁路应用而开发的数字无线通信系统，它与GSM通信系统的区别只在于小区频率组的分配和重叠的不同，因此由GSM网络产生的同频和邻频干扰一直阻碍着GSM-R的发展。作为一个专用网络，GSM-R通信系统需要良好的信号接收，一个优秀的信号接收系统对GSM-R通信和网络建设相当重要。 本文在分析研究接收机性能指标和结构的基础上，结合前人研究成果及GSM-R接收机性能和结构特点，对适合GSM-R信号接收的超外差二次变频接收前端方案进行了设计改进和仿真。本方案将接收到的射频信号分别在射频、一级中频、二级中频进行处理，能较好地实现增益分配，提高接收信号质量。本方案中，天线将感应到的电磁波转换为微弱的电信号后，通过带通滤波器送入到低噪声放大器进行两级放大，然后将放大信号依次送入两级混频器进行下变频。一级变频得到一个较高的中频，便于镜频信号抑制和信道选择；二次变频得到一个较低的中频输出，便于后续模块处理。论文对接收机前端主要模块进行了仿真设计，在分析和研究低噪声放大器、混频器、自动增益控制器、滤波器原理的基础上，针对这些模块的预设指标，确定了各模块所采用的分立模块和电路形式，通过模块化设计实现了模块与系统的统一。 本文详细分析了低噪声放大器的噪声性能、仿真模型引入方法、输入阻抗匹配和噪声性能优化间的折中设计等过程。同时，根据不同的电路布局方式，本文在仿真建模中引入了实际PCB参数，详细讨论了射频电路不同布线方式对前端性能的影响，并根据影响进行了电路优化。本文提出的匹配网络设计方法能较好地解决低噪声放大器设计中噪声系数和增益间不能同时达到最佳的矛盾。 结合实际模块电路所用器件的参数，本文还采用相应的射频仿真平台实现了对整个接收机射频前端链路的仿真，并根据预设指标对接收链路性能进行了预测以及对前端设计结果进行了定性分析。接收链路仿真结果表明，本文所设计的接收机前端总体性能达到了预期目标。 |
| 作者： | 黄慧 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 周克生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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