《电子技术应用》
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复杂电磁环境下接收机关键技术分析和设计
集成电路应用
张文权
成都爱科特科技发展有限公司
摘要: 针对超短波宽带接收机在日益复杂的电磁频谱环境中,出现动态范围不足及影响信号接收分析效果的问题,通过对已有接收机链路指标的详细分析和仿真,该文提出了一种链路增益指标分配、混频器输入限制、ADC电路输入匹配等关键技术的优化设计方案。其提高了接收机瞬时动态范围和AGC增益模式下的检测动态范围。测试结果表明,相比优化前的接收机电路,瞬时动态范围提高了10 dB,检测动态范围提高了50 dB,AGC的调节范围达到了120 dB。方案可广泛使用于复杂的电磁频谱环境且优化后也可应用到微波、卫星、雷达等其它频段接收机的设计中。
中图分类号:TN851.4文献标识码:ADOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.06.005
中文引用格式:张文权. 复杂电磁环境下接收机关键技术分析和设计[J].集成电路应用,2026,43(6):26-32.
英文引用格式:Zhang Wenquan. Analysis and design of key technologies for receivers adapted to complex electromagnetic environments[J].Application of IC,2026,43(6):26-32.
Analysis and design of key technologies for receivers adapted to complex electromagnetic environments
Zhang Wenquan
Chengdu Acti Technology Development Co., Ltd.
Abstract: In response to the insufficient dynamic range and the impact on signal reception and analysis effectiveness of ultrashortwave broadband receivers in increasingly complex electromagnetic spectrum environments, this paper proposes an optimized design scheme for key technologies such as link gain index allocation, mixer input limitation, and ADC circuit input matching and equalization through detailed analysis and simulation of existing receiver link indicators. The scheme improves the instantaneous dynamic range of the receiver and the detection dynamic range under AGC gain mode. Test results showed that compared to the receiver circuit before optimization, the instantaneous dynamic range increased by 10 dB with a detection dynamic range increase of 50 dB, and the AGC adjustment range reached 120 dB. The optimized technology scheme can be widely used in complex electromagnetic spectrum environments and also applied to the design of microwave, satellite, radar, and other frequency band receivers.
Key words : linked gain control; detection dynamic range; ADC circuit power input matching; RF link gain control

引言

随着4G/5G通信、低空无人机监测压制、低轨互联网卫星、高通量卫星、导航卫星、通信对抗和干扰等现代无线电通信技术的快速发展,空中电磁频谱的种类日益丰富,密度越来越高,特别是超短波频段的频谱资源丰富、占用范围宽,在密集频谱带中搜寻弱小目标信号对接收机提出了更高的要求。根据实际环境应用验证,当前接收机主要存在以下几个方面的不足:

(1)缺乏有效的抗干扰能力。接收机往往面临强干扰与弱目标信号同时存在的挑战。例如,高功率的广播信号、基站信号或强干扰信号可能与目标信号频谱相邻,据实际测试数据,功率强度一般不低于-20 dBm。在这种情况下,强干扰会使接收机射频链路工作在饱和或压缩状态,抬高底噪电平,无法正常接收弱小目标信号,这降低了接收灵敏度。

(2)缺乏足够大的动态范围。接收机的设计灵敏度一般在-105 dBm以下,但强干扰信号强度在-20 dBm以上,其至少要满足80 dB以上的动态范围。现在接收机的动态范围在70 dB左右,接收机需要处理高功率干扰信号和目标弱信号的冲突。

(3)AGC自动增益控制不足。AGC自动增益模式可以有效扩展接收机的动态范围,使接收的信号在最佳的状态被ADC采集,以实现较低误码率识别解调分析。特别对于微小的信号,如-90 dBm以下的信号,由于增益范围设计不足(一般最大为45 dB),无法把信号放大到ADC最佳采集和解调处理电平(如-20 dBm以上)。

综上所述,空中电磁频谱的复杂化和拥挤化使得接收机在强干扰与弱信号共存的环境中面临严峻挑战,通过增强接收机的动态范围和抗干扰能力,可以减少前端过载风险、避免信号压缩或饱和、提高弱信号检测灵敏度。


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作者信息:

张文权

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