2004年5月A版

摘  要：文章針對掌上軟件無線電平臺中的下變頻技術進行了論述，比較了直接下變頻與超外差結構的優(yōu)缺點。詳細介紹了以AD8347為核心的直接下變頻模塊，給出了其實例應用。

關鍵詞：直接下變頻；正交解調；軟件無線電；AD8347

引言

　　軟件無線電是隨著計算機技術、高速數字信號處理技術的迅速發(fā)展而發(fā)展起來的一種新型的無線電處理技術。其基本思想是將寬帶A/D及D/A轉換器盡可能地靠近天線，將電臺的各種功能盡量在一個開放性、模塊化的平臺上由軟件來實現，具有很強的靈活性和可升級性。軟件無線電的出現，使無線電技術由以硬件為主的時代走向以軟件為主的時代，它是繼模擬通信技術、數字通信技術之后的第三代無線通信技術。

　　一個理想的軟件無線電平臺是直接在射頻信號上采樣，但由于受寬帶天線、高速A／D及DSP等技術水平的限制，實現這樣的理想平臺的條件目前還不具備，只能在中頻或者基帶上進行采樣。因此，當前對軟件無線電的研究，更多的是在現有的技術條件下，研究如何最大程度的實現軟件無線電所要求的通用性和靈活性，將軟件化、通用化的設計思想體現到具體的應用實踐中。圖1示出了一種基于軟件無線電思想的在基帶信號采樣處理的擴頻通信掌上平臺。

　　從圖1中可以看出，平臺主要分成兩大部分：射頻接收的模擬前端和DSP處理模塊。該系統(tǒng)的擴頻信號帶寬在5MHz以上，對于掌上平臺的射頻模塊來說，在功耗和體積受限的情況下，如何將寬帶信號穩(wěn)定而精確地從射頻下變頻至基帶進行處理是一大難點。針對該難點，筆者采用直接下變頻技術，較好地解決了這個問題。

　　下變頻實現方法

　　下變頻的基本原理是對射頻調制信號進行混頻和濾波，將其搬移到較低的頻段或者基帶上處理，其實現方法主要有兩種：(1)超外差結構；(2)直接下變頻。超外差結構存在兩級或多級下變頻過程，最后在低中頻或者基帶上對信號進行解調處理；而直接下變頻技術省去了中頻變換環(huán)節(jié)，直接將接收到的射頻調制信號進行一次性下變頻解調，從而得到基帶信號。

　　兩者相比而言，直接下變頻是一種理想的射頻信號處理方案，一直為無線通信工程師所期待。可由于制造工藝及元器件尺寸的限制，這種方法長時間沒有得到具體的推廣，而是普遍的選用了超外差式結構方案。但是，對于強調體積和功耗的掌上設備而言，超外差結構與直接下變頻相比，存在顯著的問題：

　　與超外差結構相比，直接下變頻處理也存在一些弱點：

　　這些電路上的弱點可以通過細心的設計和調試有效地解決，代價較小。綜上所述，采用直接下變頻技術，直接將射頻信號變換至基帶進行處理，可以省去多級中頻電路并且能夠減少外圍元器件數量、成本、功耗、印制電路板面積和設計復雜性，適合掌上設備的應用。     

　　軟件無線電平臺的直接下變頻模塊

　　平臺的直接下變頻模塊由AD8347為核心構建而成，完成從射頻到基帶的信號搬移。AD8347是ADI公司的一種單芯片直接下變頻寬帶正交解調器IC，能夠接收800MHz~2.7GHz范圍內的RF輸入并且直接將輸入信號下變頻為基帶同相/正交分量，然后把這些正交分量送往一個高速ADC進行數字化。AD8347在片內集成了RF和基帶可控制增益放大器，提供70dB的可變增益范圍，可輕松實現復雜的寬動態(tài)范圍接收設計。同時，它具有50MHz輸出解調帶寬，可以滿足GSM、CDMA以及最新的3G通信帶寬要求。其信號輸出具有優(yōu)良的相位與幅度平衡度，正交相位精度可以達到1