基于ADS的2.4GHz收發(fā)系統(tǒng)射頻前端設(shè)計(jì)

　　利用式（6）計(jì)算可得：DRF=51．58dB。

　　利用ADS軟件對(duì)接收端進(jìn)行S參數(shù)仿真，該仿真可以用于測(cè)量各個(gè)器件的S參數(shù)等。在本仿真中，可以看成是當(dāng)2～3GHz，以1MHz為步長(zhǎng)的各個(gè)頻率分量通過(guò)該接收端時(shí)，接收端對(duì)各個(gè)頻率分量的增益或衰減大小的仿真。仿真模型及仿真結(jié)果如圖3，圖4所示。

　　從圖4可以看到接收到的有用射頻信號(hào)和該信號(hào)所對(duì)應(yīng)的鏡像頻率信號(hào)的大小。由于在混頻器前有抑制鏡像頻率信號(hào)的帶通濾波器，所以鏡像頻率信號(hào)與有用射頻信號(hào)相比非常小。如果沒(méi)有混頻器前的濾波器則會(huì)出現(xiàn)圖4（b）的仿真結(jié)果。鏡像頻率信號(hào)與混頻器混頻后會(huì)得到與中頻信號(hào)頻率相同的干擾信號(hào)，這一干擾信號(hào)無(wú)法通過(guò)濾波器移除，這樣就會(huì)形成對(duì)有用信號(hào)的干擾，使信噪比下降。因此在混頻器前放置高Q值的濾波器對(duì)抑制鏡像干擾非常重要。

　　利用ADS軟件對(duì)接收端進(jìn)行大信號(hào)s參數(shù)仿真，用此工具對(duì)接收端進(jìn)行仿真主要是為了測(cè)試接收端的1dB增益壓縮點(diǎn)P1db仿真的結(jié)果如圖5所示。

　　由仿真結(jié)果可以看出當(dāng)輸入的信號(hào)功率為-19．45dBm時(shí)，接收端的總增益壓縮1dB。將發(fā)射端與接收端連接起來(lái)，并加入發(fā)射天線和接收天線，就可以構(gòu)成整個(gè)收發(fā)系統(tǒng)的射頻前端模型。然后對(duì)整個(gè)射頻前端進(jìn)行了諧波平衡仿真，仿真的原理圖如圖6所示，仿真結(jié)果如圖7所示。

　　由于信號(hào)頻率很高，如果通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射到自由空間中，經(jīng)過(guò)傳輸會(huì)產(chǎn)生巨大的損耗，該損耗可由式（7）算出：

　　假設(shè)傳輸?shù)木嚯x為d=1m，則Lf△40dB。實(shí)際的傳輸路徑并不是自由空間，而是比自由空間更為復(fù)雜的通信環(huán)境，在無(wú)線通信的損耗預(yù)測(cè)中，可以用Okumura或是Egli模型進(jìn)行估計(jì)。在仿真中設(shè)置接收天線的增益為10dB，以使接收到的信號(hào)達(dá)到中頻解調(diào)的要求。由上面的仿真結(jié)果可以看出信號(hào)通過(guò)整個(gè)射頻前端時(shí)的信號(hào)頻率和大小的變化，設(shè)計(jì)的射頻前端可以滿足無(wú)線通信的要求。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　通過(guò)對(duì)實(shí)際的集成射頻模塊的選擇，以及利用ADS對(duì)射頻前端的仿真，可以得到系統(tǒng)的一些重要性能指標(biāo)，通過(guò)對(duì)這些性能指標(biāo)進(jìn)行分析，可以得出設(shè)計(jì)的射頻收發(fā)端是可行的，可以滿足實(shí)際無(wú)線通信環(huán)境對(duì)射頻系統(tǒng)的要求。另外，為了能夠在實(shí)際的應(yīng)用中使收發(fā)前端實(shí)現(xiàn)最佳的性能，設(shè)計(jì)可以對(duì)噪聲與非線性的影響作進(jìn)一步的分析，通過(guò)分析可以選用更合適的射頻模塊或?qū)﹄娐愤M(jìn)行一些改進(jìn)，以滿足特殊的信道對(duì)射頻前端的要求。