四相調制(QPSK)發(fā)射機的設計方案

　　2.3 本振設計

　　本振電路產生射頻本振信號。由于正交相位調制對本振信號的性能要求較高，且本系統(tǒng)中采用直接射頻調制，為達到一定的載波泄漏控制，應選擇差分輸出的本振電路。本方案選用ADF4360-1集成鎖相環(huán)(PLL)電路產生射頻本振。ADF4360-1是AD公司的一款集成VCO的完整鎖相環(huán)芯片，體積小，使用方便，性能可靠等特點。封裝僅有4 mm×4 mm，能夠輸出2 050～2 450 MHz的射頻信號，采用3線串行接口控制。

　　2.4 調制電路

　　調制電路主要完成直接射頻調制功能。它采用經過濾波的雙路差分調制信號對射頻本振進行調制。本設計選擇了AD公司生產的正交調制器AD8346，它是一款寬頻段正交調制器，工作頻段為800～2 500 MHz，具有調制精度高，噪聲電平低等特點，其相位誤差為1°，I，Q幅度不平衡度為0.2 dB，噪聲電平為-147 dBm/Hz。本項目使用頻率為2.2～2.3 GHz，通過合理電路布局和端口匹配，達到了較好的調制效果，實測矢量調制誤差為2%～3%。

　　2.5 放大電路

　　由于射頻調制后信號幅度較小，所以必須進行有效的放大，以達到需要的功率。在本方案中采用了兩級射頻放大器，第一級采用HMC47 8MP86，第二級采用HMC457QS16G，兩級放大器的輸入輸出為50 Ω匹配，HMC478的增益高，噪聲系數低，線性度好;HMC457的輸出功率大，其1 dB壓縮輸出可達30.5 dBm。兩級放大器的增益共有41 dB，扣除級間匹配等損失，最終輸出29 dBm。兩級放大器都是Hittite公司的工業(yè)級產品，可以滿足-40～+85℃的溫度環(huán)境，并且都采用表面貼裝的封裝形式，抗沖擊振動能力強。

　　2.6 射頻濾波電路設計

　　射頻放大電路不可避免存在一定的非線性，會產生工作頻率的諧波，為降低帶外輻射，減小對其他系統(tǒng)的干擾，設計了微帶低通濾波電路，對諧波進行抑制。

　　2.7 電源設計

　　電源電路用于將12 V非穩(wěn)壓輸入轉化為發(fā)射機各部件使用的5 V和3.3 V電壓。其中5 V為接口電路和放大電路供電，因耗電較大，而選擇了DC/DC轉換電路，以達到較高的轉換效率;3.3 V用于鎖相本振電路，采用線性穩(wěn)壓電路通過對5 V降壓得到，以降低紋波。在設計中分別采用了LT公司的LT3431和LT1962。在印制板布線時為減小電源紋波，對電源布線進行了詳細的優(yōu)化。

　　3 設計結果

　　本項目在一片φ75 mm的電路板上完成了電路設計，裝配完成后進行了級間匹配調整。最終達到的指標是：本振相位噪聲為-95dBc/Hz@1 kHz;本振雜散抑制為72 dBc;輸出信號功率為29 dBm;輸出信號EVM為5.5%。

　　4 結語

　　本發(fā)射機已研制完成，通過高低溫、沖擊、振動等環(huán)境試驗，參與了某低空遙測系統(tǒng)實彈發(fā)射試驗。在整個過程中，發(fā)射機的工作穩(wěn)定可靠，可以達到設計目標。