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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 IM 100

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 BFO 112

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IMO 133

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DSP 229

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