移动通信系统实验报告概述
本实验报告旨在探究移动通信系统的实验设计、仿真和实现,涵盖了发射机、零中频接收机与外差式接收机的结构、工作原理和仿真方法。实验的目的是熟悉 ADS 软件的使用、掌握行为级模块进行系统级仿真和各种性能参数的模拟检测。
一、 实验目的:
1. 熟悉 ADS 软件的使用、能用该软件进行原理图设计和原理图仿真。
2. 了解发射机、接收机的结构及工作原理。
3. 掌握利用 ADS 中行为级模块进行系统级仿真的方法,使用如滤波器、放大器、混频器等行为级的功能模块搭建收发信机系统。
4. 运用 S 参数仿真、交流仿真、谐波平衡仿真、瞬态响应仿真等仿真器对收发信机系统的各种性能参数进行模拟检测。
二、 实验原理:
1. 接收机的实现架构可分为:超外差、零中频和数字中频等。接收机各部分的作用和要求如下:
* 射频滤波器(FP Filter):选择信号频段、限制输入信号带宽、减小互调失真,抑制杂散信号,避免杂散响应,减少本振泄漏。
* 低噪声放大器(LNA):在不使接收机线性度恶化的前提下提供一定的增益,抑制后续电路的噪声,降低系统的噪声系数。
* 射频滤波器 2(FP Filter2):抑制由低噪声放大器放大或产生的镜频干扰,进一步抑制其他杂散信号,减少本振泄漏。
* 混频器(Mixer):将射频信号下变频为中频信号,是接收机中输入射频信号最强的模块,要求较低的噪声系数。
* 本振滤波器(Injection Filter):滤除来自本振的杂散信号。
* 本振信号源(LO):为接收机提供本地振荡信号。
* 中频滤波器(IF Filter):抑制相邻信道的干扰,提供选择性,滤除混频器产生的互调干扰,如果存在第二次变频,需要抑制第二镜频。
* 中频放大器(IF AMP):将信号放大到一定的幅度,供后续电路(如数模转换器或解调器)处理,通常需要较大的增益并实现增益控制。
2. 发射机是一个非常重要的子系统,无论是语音、图像,还是数字信号,要利用电磁波传送到远端,都必须使用发射机产生信号,然后经调制放大送到天线。发射机一般具有频率、带宽、功率、辐射杂散等性能指标参数。
三、 实验技术指标:
1. 微波带通滤波器:切比雪夫带通滤波器阶数为 4、5,中心频率为 2140MHz,3dB 带宽为 80MHz,阻带带宽为 400MHz,带外衰减为 25dB,通带波纹为 0.1dB,插入损耗为 1dB。
2. 低噪声放大器:增益为 21dB,噪声系数为 2dB。
3. 信号源(交流功率源):端口输出阻抗为 50Ω,功率方程为 P=polar(dbmtow(RF_pwr),0) 变量 RF_pwr 频率为变量 RF_freq MHz。
4. 混频器:边带为 LOWER 转换增益为 10dB,NF 为 13dB。
5. 本振:本振频率和输入信号频率一致。
6. 移相器和功分器。
四、 实验内容:
1. 发射机仿真电路原理图设计。
2. ADS 软件的使用和仿真方法。
本实验报告着重于移动通信系统的实验设计、仿真和实现,涵盖了发射机、零中频接收机与外差式接收机的结构、工作原理和仿真方法,为读者提供了移动通信系统的整体概念和设计思路。