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第1章 基础无线电讨论1

1.1引言1

1.1.1软件定义无线电（SDR）的定义3

1.2无线电系统的新领域3

1.2.1 5G基本原理4

1.2.2展望未来8

1.3无线电通信系统8

1.3.1无线电传输与噪声13

1.4调制16

1.4.1模拟调制18

1.4.2数字信号的调制23

1.5数字信号处理32

1.5.1模-数（A/D）转换33

1.5.2数-模（D/A）转换35

1.5.3转换器的性能标准37

1.5.4信号的序列处理38

1.5.5数字滤波器42

1.5.6非线性处理47

1.5.7抽取和内插49

1.5.8 DSP硬件和开发工具51

1.6无线电接收机架构52

1.6.1超再生接收机53

1.7典型的无线电接收机58

1.7.1模拟接收机设计58

1.7.2混合模式的MFSK通信系统60

1.7.3 PLL的CAD模拟63

1.7.4软件定义无线电系统65

1.7.5设计示例：EB500监测接收机75

1.8参考资料76

1.9参考书目78

1.10建议扩展阅读81

第2章 无线电接收机特性82

2.1引言82

2.2无线电信道82

2.2.1信道冲激响应84

2.2.2多普勒效应88

2.2.3转移函数89

2.2.4信道冲激响应与转移函数90

2.3无线电系统的实现91

2.3.1输入特性92

2.3.2增益、灵敏度和噪声系数92

2.4选择性97

2.5动态范围98

2.5.1降敏99

2.5.2 AM交叉调制100

2.5.3 IM100

2.6倒易混频102

2.6.1相位误差106

2.6.2误差向量幅度106

2.7虚假输出108

2.8增益控制109

2.9 BFO112

2.10输出特性112

2.10.1基带响应与噪声112

2.10.2谐波失真113

2.10.3互调失真114

2.10.4瞬态响应114

2.11频率精度和稳定度114

2.12频率稳定时间116

2.13电磁干扰118

2.14数字接收机特性119

2.14.1误码率（BER）测试119

2.14.2发射和接收质量120

2.15 参考文献122

2.16参考书目122

第3章 接收机系统规划123

3.1接收机电平规划123

3.2 NF计算125

3.2.1级联电路的噪声系数126

3.3使用相关矩阵的线性两端电路的噪声相关性127

3.3.1噪声系数测试设备131

3.3.2如何确定噪声参数132

3.4线性133

3.4.1动态范围、压缩和IMO133

3.4.2分析137

3.5 IF计算144

3.5.1 NF和IP计算示例146

3.6杂散响应位置146

3.6.1 D-H迹线151

3.7选择性153

3.7.1单调谐电路153

3.7.2耦合谐振对154

3.8复杂滤波器特性156

3.8.1巴特沃思选择性156

3.8.2切比雪夫选择性158

3.8.3汤普森或贝塞尔选择性159

3.8.4等纹波线性相位160

3.8.5过渡滤波器161

3.8.6椭圆滤波器162

3.8.7特殊设计和相位均衡162

3.9滤波器设计实现163

3.9.1 LC滤波器163

3.9.2电谐振器163

3.9.3机电滤波器166

3.9.4石英晶体谐振器166

3.9.5单片晶体滤波器166

3.9.6陶瓷滤波器166

3.10时间采样滤波器167

3.10.1离散傅里叶变换和z变换168

3.10.2离散时间采样滤波器169

3.10.3模拟采样滤波器实现170

3.11数字处理滤波器172

3.12频率跟踪175

3.13 IF和镜像频率抑制179

3.14电子调谐滤波器180

3.14.1二极管性能180

3.14.2 VHF示例182

3.15参考文献183

3.16建议扩展阅读185

第4章 接收机的实现186

4.1引言186

4.2接收机功能的数字化实现186

4.2.1数字接收机设计技术191

4.2.2噪声计算196

4.2.3噪声消除197

4.2.4谱减法（Spectral Subtraction）199

4.3扩频技术199

4.3.1基本原理200

4.3.2跳频接收机204

4.3.3直接序列扩频接收机206

4.3.4性能209

4.4系统性能仿真209

4.4.1频谱占用度（Spectrum Occupancy）210

4.4.2网络响应212

4.4.3媒质预测（Medium Prediction）214

4.4.4系统仿真215

4.4.5 HF媒质模拟216

4.4.6简单仿真219

4.4.7仿真应用223

4.5参考文献223

4.6参考书目226

4.7建议扩展阅读226

第5章 软件定义无线电原理与技术227

5.1引言227

5.1.1软件定义无线电的一般概念227

5.1.2组成部分（模拟单元、DSP、 FPGA）228

5.1.3关于DSP229

5.2 RF前端结构230

5.2.1超外差接收机230

5.2.2直接变频接收机232

5.2.3数字化中频接收机设计233

5.2.4直接采样接收机233

5.2.5宽带接收机设计236

5.2.6多载波接收机设计237

5.3射频前端设计考虑239

5.3.1接收机链路预算239

5.3.2模数转换器240

5.3.3动态范围245

5.3.4镜像抑制247

5.3.5 RF预选249

5.4数字前端实现250

5.4.1数字下变频250

5.4.2数控振荡器251

5.4.3抽取和信道滤波253

5.4.4自动增益控制263

5.4.5 I、 Q失配消除264

5.5基带处理265

5.5.1解调（AM/PM）265

5.5.2同步——频率偏移和采样频率偏移的校正266

5.5.3音频处理的自动增益控制267

5.5.4噪声抑制器269

5.5.5 S仪270

5.6 SDR实现示例270

5.7参考资料272

5.8参考书目273

5.9文献273

5.10建议扩展阅读274

第6章SDR收发信机设计275

6.1引言275

6.2体系结构275

6.2.1 I/Q调制器276

6.2.2自适应发射机预失真278

6.2.3功率增强技术285

6.3收发信机的实现示例286

6.3.1 AD9364射频收发器287

6.3.2收发系统实现290

6.4参考文献291

6.5建议扩展阅读291

第7章 天线与天线系统292

7.1引言292

7.1.1基本原理292

7.2天线耦合网络297

7.3天线到调谐电路的耦合299

7.4小天线300

7.4.1鞭天线301

7.4.2环形天线302

7.5多单元天线308

7.5.1对数周期天线308

7.5.2八木宇田天线308

7.5.3反射天线309

7.5.4阵列天线309

7.5.5相控阵天线系统309

7.6有源天线310

7.6.1应用讨论311

7.7分集接收318

7.8自适应接收处理324

7.8.1自适应天线处理325

7.8.2自适应均衡器330

7.8.3时间选通均衡器333

7.8.4链路质量分析337

7.8.5自动链路估计338

7.9参考资料339

7.10参考书目340

7.11建议扩展阅读341

第8章 混频器342

8.1引言342

8.1.1关键术语343

8.2无源混频器345

8.3有源混频器352

8.4开关混频器355

8.5基于IC的混频器357

8.5.1吉尔伯特单元混频器359

8.5.2吉尔伯特单元性能分析361

8.6宽动态范围转换器365

8.6.1处理增益367

8.7混频器设计注意事项367

8.7.1混频器实现示例370

8.8参考资料372

8.9建议扩展阅读374

8.10产品资源375

第9章 频率源和频率源控制376

9.1引言376

9.1.1主要术语377

9.2锁相环频率合成器378

9.2.1 2型2阶环380

9.2.2使用三态鉴相器的数字环路瞬态行为383

9.2.3实际的PLL电路393

9.2.4小数分频频率合成器394

9.2.5杂散抑制技术396

9.2.6频率合成器中的噪声401

9.2.7实际离散元件举例408

9.3锁相环系统的噪声与性能分析417

9.3.1设计步骤417

9.4多环频率合成器421

9.5直接数字频率合成器423

9.6单片PLL系统425

9.7数字波形合成器427

9.7.1系统考虑429

9.7.2相位累加器合成器的调制434

9.7.3基于RAM的合成法434

9.7.4应用438

9.7.5方法汇总438

9.7.6信号质量440

9.8 Colpitts振荡器441

9.8.1线性方法442

9.8.2 线性S参数方法444

9.8.3基于时域的晶体管非线性分析446

9.8.4选择正确的晶体管448

9.8.5一个350 MHz固定频点Colpitts振荡器设计实例448

9.8.6总结464

9.9频率源器件应用实例464

9.9.1 AD9102波形发生器464

9.9.2 ADF4355宽带频率合成器466

9.10参考文献467

9.11建议扩展阅读470

9.12产品资源473

第10章 接收机辅助电路474

10.1引言474

10.2放大器和增益控制474

10.2.1放大器件和电路475

10.2.2宽带放大器478

10.2.3带反馈的放大器481

10.2.4放大器增益控制489

10.3解调和解调器504

10.3.1模拟解调504

10.3.2数字数据解调524

10.4噪声限幅和消隐533

10.4.1平衡器535

10.4.2噪声限幅器535

10.4.3脉冲噪声消隐器536

10.5静噪电路538

10.6自动频率控制（AFC）541

10.7现代组件实现的例子542

10.7.1射频/中频增益模块543

10.7.2 DSP器件的例子545

10.7.3解调器功能框图546

10.8参考文献548

10.9建议扩展阅读551

第11章 性能测试552

11.1引言552

11.2信号发生器552

11.2.1模拟信号发生器552

11.2.2矢量信号发生器553

11.2.3任意波形发生器554

11.3接收机测试555

11.3.1单音测试557

11.3.2双音测试562

11.3.3噪声系数566

11.3.4总动态范围568

11.3.5混频器性能测量569

11.4频谱分析仪574

11.4.1 FFT分析仪574

11.4.2外差分析仪576

11.4.3滤波器577

11.4.4综合实现578

11.4.5仪器结构的比较579

11.4.6互调失真测量584

11.5噪声功率比587

11.5.1噪声功率比（NPR）的推导588

11.5.2陷波（带阻）滤波器的设计考虑589

11.5.3最佳加载噪声的确定589

11.5.4测量分析590

11.6软件无线电系统的测试591

11.6.1测量考虑593

11.7软件无线电与传统接收机的比较594

11.8参考文献595

11.9书目596

附录A接收机实现示例598

A.1概述598

A.2 EMSD宽带监测接收机598

A.2.1应用599

A.2.2特点599

A.3参考文献608

A.4参考书目608