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面向智慧农业多频多模无线通信的宽带射频接收机前端电路设计
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作者 陈新菡 张叶茂 +1 位作者 刘明 潘宇 《智慧农业导刊》 2025年第6期1-9,共9页
智慧农业作为高度现代化的新型农业模式,是推动农业新质生产力发展的重要支撑。智慧农业通过大量农业生产数据的收集、传输、分析和处理,实现信息共享和协同作业。为满足智慧农业物联网(IOT)无线通信设备低成本、小型化、兼容多种通信... 智慧农业作为高度现代化的新型农业模式,是推动农业新质生产力发展的重要支撑。智慧农业通过大量农业生产数据的收集、传输、分析和处理,实现信息共享和协同作业。为满足智慧农业物联网(IOT)无线通信设备低成本、小型化、兼容多种通信协议、信号高保真度和低功耗的发展需求,针对智慧农业物联网技术中3G/4G/5G、LoRa、NB-IOT、ZigBee、Wi-Fi、蓝牙(Bluetooth)和RFID等通信协议应用,设计一款可以兼容上述多种频段、多种模式无线通信的宽带(0.8~5.2 GHz)射频信号接收机前端电路。基于0.18μm CMOS设计工艺,电路采用电流模式直接下变频结构,由宽带有源巴伦低噪声跨导放大器(LNTA)、电流模式无源混频器及低输入阻抗的跨阻放大器(TIA)组成,具有良好的转换增益和线性度,提高了对带外干扰的鲁棒性。通过噪声和失真消除技术提高降噪性能,采用宽带共栅-共源(CG-CS)LNTA和电流镜技术来实现更好的输入阻抗匹配和提高电路增益。采用分别由占空比为50%的I、Q两路本振信号驱动的开关管串联实现的25%占空比开关混频级,与50%占空比开关混频级相比,下变频增益提高3 dB,降低噪声系数。跨阻放大器采用跨导增强技术实现低输入阻抗和高跨阻增益,提高电流利用效率和线性度。设计的核心电路(射频和基带信号路径)功耗为24.6 mW,在0.8~5.2 GHz工作频带内的电压转换增益为33.5~35.1 dB,噪声系数(NF)为7.9~9.28 dB,输入三阶交调点IIP3为7.82~9.93 dBm。设计的高性能接收机前端电路可广泛应用于智慧农业物联网各类需要无线通信的设备电路中,助力农业生产的信息化、集约化、自动化和智能化升级。 展开更多
关键词 智慧农业物联网 无线通信 宽带 电流模式 接收机前端
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混合毫米波射频/多输入多输出-自由空间光通信中继系统 被引量:10
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作者 刘维 王静怡 +2 位作者 马鑫洋 石文孝 曹景太 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期536-544,共9页
为准确评价混合毫米波射频/多输入多输出-自由空间光通信(millimeter Wave Radio Frequency/Multiple Input Multiple Output-Free Space Optical,mmW RF/MIMO-FSO)中继系统的性能,利用Meijer-G函数推导出混合mmW RF/MIMO-FSO中继系统... 为准确评价混合毫米波射频/多输入多输出-自由空间光通信(millimeter Wave Radio Frequency/Multiple Input Multiple Output-Free Space Optical,mmW RF/MIMO-FSO)中继系统的性能,利用Meijer-G函数推导出混合mmW RF/MIMO-FSO中继系统端到端中断概率、误码率以及遍历容量的闭合解析表达式。该混合系统的中继采用固定增益方案、接收端采用等增益合并方式合并多路信号。mmW RF信道服从Nakagami-m衰落,FSO信道服从Gamma-Gamma分布。数值仿真结果显示,MIMO技术可以有效缓解由于大气湍流强度的增强而导致的混合中继系统性能降低。随着激光发射器和光电探测器相对应的收发孔径数目的增加,混合中继系统性能逐渐增强,但与此同时系统的复杂度也不断提高。综合分析可知,当激光发射器发送的激光信号束与光电探测器使用的接收孔径数相等且都为2时,MIMO-FSO链路的性能达到最佳状态。 展开更多
关键词 空间通信 混合/自由通信中继系统 毫米波 多输入多输出 固定增益
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基于双模式无线通信的矿用单体液压支柱数字身份管理系统 被引量:1
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作者 张璨 鲁力群 +2 位作者 耿文鹏 付姗姗 谢欣妤 《工矿自动化》 北大核心 2025年第5期140-146,162,共8页
传统矿用单体液压支柱的管理维护模式效率低、追溯困难、安全性低,但在煤矿井下环境中,基于无线射频识别(RFID)的矿用单体液压支柱管理系统易受金属干扰而影响识别效果,且数据通信高度依赖单一网络,难以保障通信的稳定性与实时性。针对... 传统矿用单体液压支柱的管理维护模式效率低、追溯困难、安全性低,但在煤矿井下环境中,基于无线射频识别(RFID)的矿用单体液压支柱管理系统易受金属干扰而影响识别效果,且数据通信高度依赖单一网络,难以保障通信的稳定性与实时性。针对上述问题,设计了一种基于双模式无线通信的RFID矿用单体液压支柱数字身份管理系统,并采用PCB超高频抗金属标签降低金属环境对RFID的干扰。通过RFID手持阅读器APP一键上传功能,将液压支柱状态数据无线发送至服务器端的管理软件,实现对液压支柱全生命周期的监控和管理。为适应井下复杂的无线环境,提出了双模式无线通信方式,通过公共WiFi和AP热点的智能切换,有效解决了井下网络覆盖不足的难题,保证了数据传输的可靠性。引入了基于信息熵理论的动态数据价值评估模型,实现了基于数据价值的动态分级传输策略。测试结果表明:PCB超高频抗金属标签在无障碍条件下的有效识别距离为2.2 m,识别稳定性达98%;在WiFi模式下,系统有效数据传输距离为5.2 m,且传输成功率在90%以上。 展开更多
关键词 矿用单体液压支柱 数字身份识别 双模式无线通信 无线识别 RFID PCB超高抗金属标签
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基于无线射频通信的多功能瓦斯报警矿灯的研制 被引量:8
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作者 秦宪礼 刘新蕾 沈斌 《工矿自动化》 北大核心 2008年第6期56-59,共4页
针对目前瓦斯报警矿灯的报警信号不能被监控中心获取及井下固定瓦斯探头检测范围小、移动性差的问题,文章提出了一种具有瓦斯超限信号无线传输功能的多功能瓦斯报警矿灯的设计方案,详细介绍了该矿灯的硬件与软件设计,给出了无线射频通... 针对目前瓦斯报警矿灯的报警信号不能被监控中心获取及井下固定瓦斯探头检测范围小、移动性差的问题,文章提出了一种具有瓦斯超限信号无线传输功能的多功能瓦斯报警矿灯的设计方案,详细介绍了该矿灯的硬件与软件设计,给出了无线射频通信方案及其关键技术。现场试验表明,该矿灯在井下环境的无线通信距离可达160 m,弥补了定点瓦斯监测的不足,确保了煤矿安全生产。 展开更多
关键词 矿井 瓦斯 报警矿灯 多功能 无线通信
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2.4GHz短距无线通信系统射频模块的设计 被引量:8
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作者 张华 赵洪新 洪伟 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期10-14,共5页
主要介绍一种工作在 2 4~ 2 5GHzISM频段的短距离无线通信收发信机射频前端模块 .该模块由低噪声放大器 (LNA)、上 /下变频器、锁相环 (PLL)频率合成器以及射频 /中频滤波器等构成 ,并集成在一块 97mm× 66mm的PCB板上 .文中在... 主要介绍一种工作在 2 4~ 2 5GHzISM频段的短距离无线通信收发信机射频前端模块 .该模块由低噪声放大器 (LNA)、上 /下变频器、锁相环 (PLL)频率合成器以及射频 /中频滤波器等构成 ,并集成在一块 97mm× 66mm的PCB板上 .文中在理论分析和仿真基础上对射频前端电路进行了设计和研制 .发射通道输出信号频谱和接收通道解调信号的测试结果表明 ,该射频模块可应用于蓝牙或IEEE80 2 1 展开更多
关键词 无线通信 前端 收发信机 仿真与测试
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基于单片机控制射频芯片CC2420无线通信的实现 被引量:13
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作者 王吉富 马建仓 卢崇 《电子测量技术》 2007年第5期88-91,109,共5页
IEEE802.15.4/ZigBee技术是近年来通信领域中的研究热点,具有低成本、低功耗、低速率、低复杂度的特点和高可靠性、组网简单、灵活的优势,被称为无线传感器网络的国际标准。各个网络节点间的无线通信是实现ZigBee网络的前提条件。本文... IEEE802.15.4/ZigBee技术是近年来通信领域中的研究热点,具有低成本、低功耗、低速率、低复杂度的特点和高可靠性、组网简单、灵活的优势,被称为无线传感器网络的国际标准。各个网络节点间的无线通信是实现ZigBee网络的前提条件。本文基于所设计的网络节点ATmega128L+CC2420,介绍了ATmega128L单片机和CC2420射频芯片的性能特点及控制方式,并阐述了2个节点间无线通信的实现过程及调试方法。在此基础上加上ZigBee网络协议构建了应用广泛的ZigBee网络。 展开更多
关键词 IEEE802.15.4标准 ZIGBEE网络 芯片 无线通信
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无线通信系统中的微尺度射频元件 被引量:9
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作者 潘武 钟先信 巫正中 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2001年第4期304-310,共7页
射频元件微型化是微型无线通信系统发展的关键所在。本文从微机械开关、微机械谐振器、微机械滤波器、微机械天线、微机械电感及电容等多方面,介绍微尺度射频元件的研究和应用现状,并对其发展前景作了展望。
关键词 无线通信 微机械开关 微机械谐振器 微机械滤波器 微机械电感 微机械电容 微机械天线 元件
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基于射频无线通信技术的智能车辆出入管理系统设计 被引量:3
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作者 何苏勤 蔡帆 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2005年第5期208-210,共3页
一种基于射频无线通信技术的车辆出入管理系统采用ATR432P通信器、L PICK可编程电子标签实现无人值守出入口车辆的智能管理,介绍了系统的实现技术、组成部件、软件编程思想及各模块的功能,并详细介绍了主站与基站之间无线通信协议的实现。
关键词 可编程电子标签 无线技术 串口通信编程 门禁系统
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美军机载射频与FSO混合通信发展述评 被引量:12
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作者 刘红军 《电讯技术》 北大核心 2014年第12期1711-1716,共6页
机载光与射频混合通信系统概念是美国防先期研究计划局(DARPA)提出的创新性概念,用以为机载平台提供定向高速宽带数据链,支持空基骨干网等宽带通信应用。目前该概念已经进行了概念验证以及多次演示和测试。概述了美军机载光与射频混合... 机载光与射频混合通信系统概念是美国防先期研究计划局(DARPA)提出的创新性概念,用以为机载平台提供定向高速宽带数据链,支持空基骨干网等宽带通信应用。目前该概念已经进行了概念验证以及多次演示和测试。概述了美军机载光与射频混合通信研究进展,分析了相关关键技术,指出了发展趋势,并给出了相关的启示和建议。 展开更多
关键词 机载通信 自由空间通信 通信 混合通信 发展述评
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基于射频的无线通信技术研究 被引量:5
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作者 尚晓峰 徐鹏飞 《现代电子技术》 2010年第19期29-31,共3页
在很多场合有线通信技术并不能满足实际需要,比如在野外恶劣环境中作业。使用无线射频通信芯片构建的通信模块,用单片机作为控制部件,配合一定的外围电路就能很好地进行两地空间区域信号对接,实现自由数据通信,解决了无线通信的技术难... 在很多场合有线通信技术并不能满足实际需要,比如在野外恶劣环境中作业。使用无线射频通信芯片构建的通信模块,用单片机作为控制部件,配合一定的外围电路就能很好地进行两地空间区域信号对接,实现自由数据通信,解决了无线通信的技术难题。并且其具有硬件构造简单、维护方便、通信速率高、性能稳定等优点,能在电子通信业得到广泛应用。 展开更多
关键词 信号 无线通信 SPI接口 AT89C51单片机
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基于梳状滤波的改进CNN-GRU射频信号“基因”分类识别方法
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作者 赵建鼎 李靖超 +2 位作者 赵静 应雨龙 张斌 《光通信技术》 北大核心 2025年第3期59-66,共8页
针对物联网终端设备射频指纹分类识别率不高的问题,提出一种基于梳状滤波的改进卷积神经网络-门控循环单元(CNN-GRU)射频信号“基因”分类识别方法。首先,通过梳状滤波器增强射频信号的时频特征,构建具有设备唯一性的“基因图谱”;其次... 针对物联网终端设备射频指纹分类识别率不高的问题,提出一种基于梳状滤波的改进卷积神经网络-门控循环单元(CNN-GRU)射频信号“基因”分类识别方法。首先,通过梳状滤波器增强射频信号的时频特征,构建具有设备唯一性的“基因图谱”;其次,将传统一维CNN扩展为三层二维结构,结合双层GRU实现时-频联合特征提取与序列建模;最后,引入混合池化与指数线性单位(ELU)激活函数优化特征表达能力。实验结果表明:该方法在仿真数据中识别准确率达100%,实测数据达95.52%,较传统算法提升5%~22%,显著提高了物联网设备的安全性和管理效率。 展开更多
关键词 无线通信设备识别 信号“基因” 梳状滤波 深度学习 基因图谱
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基于光子射频波高次倍频的深度融合通信研究 被引量:2
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作者 李广 邓键 《华南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第3期14-18,共5页
提出了基于光子射频高次倍频的微波与光纤深度融合的通信系统架构,从理论上论证了在已调制光信号中只存在奇数光谱边带所携带的调制信息,而偶数光谱边带不包含调制信息,并且在输出光谱边带中不存在二阶光谱边带.在已调光信号传输到基站... 提出了基于光子射频高次倍频的微波与光纤深度融合的通信系统架构,从理论上论证了在已调制光信号中只存在奇数光谱边带所携带的调制信息,而偶数光谱边带不包含调制信息,并且在输出光谱边带中不存在二阶光谱边带.在已调光信号传输到基站后,用中心光谱边带作为下行数据信号传输链路的激光光源,用分离出的低的第四阶光谱边带作为上行基带传输链路的激光光源,用高的和低的第三阶光谱边带拍频产生光子射频波.通过专业仿真套件对25 km标准单模光纤传输的信号进行了模拟测试,分别得到下行光纤链路信号和上行光纤链路信号的清晰眼图和良好的误码率.在该系统网络架构中,基站侧没有激光光源,其复杂度降低;利用光子射频波高次倍频直接产生毫米波,极大简化了射频处理单元. 展开更多
关键词 通信 无线通信 高次倍
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基于射频技术和无线通信的钢包跟踪系统 被引量:3
13
作者 刘建 徐生林 杨成忠 《机电工程》 CAS 2010年第4期82-85,共4页
为了解决某炼钢厂目前人工调度过程中钢包跟踪和管理的困难问题,采用了非接触识别的射频位置检测和基于数传电台的串行无线通信技术,提出了一种动态、及时地跟踪钢包状态的方案,并分析了钢包状态跟踪的方法及操作的分类管理,为设备生产... 为了解决某炼钢厂目前人工调度过程中钢包跟踪和管理的困难问题,采用了非接触识别的射频位置检测和基于数传电台的串行无线通信技术,提出了一种动态、及时地跟踪钢包状态的方案,并分析了钢包状态跟踪的方法及操作的分类管理,为设备生产管理和调度提供了必要的生产现场数据。研究结果表明,该系统为炼钢生产MES奠定了基础。 展开更多
关键词 技术 无线通信 钢包 跟踪定位
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OWC/RF混合通信系统研究进展
14
作者 柯程虎 陈明惠 +4 位作者 梁静远 赵黎 王惠琴 王怡 柯熙政 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期237-248,共12页
无线光/射频混合通信系统克服了单一通信系统的局限性,在最大发挥无线光通信优势的同时弥补了射频通信的不足,显著提高了链路的可用性和可靠性,为未来高速大容量的信息传输提供了独特的解决方案。对近年来无线光/射频混合通信系统的研... 无线光/射频混合通信系统克服了单一通信系统的局限性,在最大发挥无线光通信优势的同时弥补了射频通信的不足,显著提高了链路的可用性和可靠性,为未来高速大容量的信息传输提供了独特的解决方案。对近年来无线光/射频混合通信系统的研究进展进行了综述,首先介绍了不同混合通信系统模型的工作原理与应用,然后讨论了混合通信系统所面临的挑战和解决方法,最后展望了无线光/射频混合通信系统的未来发展趋势,旨在为无线光/射频混合通信系统的进一步研究和发展奠定基础。 展开更多
关键词 无线光/射频混合通信 大气湍流 切换机制 中继协议
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利用433MHz射频通信技术实现智能家居系统 被引量:26
15
作者 刘杰 章韵 陈建新 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第A02期68-72,共5页
智能家居是当前物联网主要应用之一,当前采用技术主要有ZigBee和Z-Wave技术。然而ZigBee技术由于受功耗限制,穿透力较差,极易受家具或墙壁影响;而Z-Wave虽然能够克服上面问题,但非开放式标准,存在系统兼容性问题。针对上述问题,提出433 ... 智能家居是当前物联网主要应用之一,当前采用技术主要有ZigBee和Z-Wave技术。然而ZigBee技术由于受功耗限制,穿透力较差,极易受家具或墙壁影响;而Z-Wave虽然能够克服上面问题,但非开放式标准,存在系统兼容性问题。针对上述问题,提出433 MHz无线射频技术实现智能家居系统的解决方案。详细介绍了家庭网络系统架构、通信协议和高效的频带分配算法设计,并给出了可行的解决方法。最终测试结果表明,使用433 MHz射频技术可以很好地解决传输能力和频带资源分配问题,进一步推进智能家居的应用。 展开更多
关键词 433MHz 无线 智能家居 带分配 通信协议
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计算机射频通信系统的设计与实现 被引量:12
16
作者 侯方勇 戴葵 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2002年第12期105-107,共3页
目前,射频通信技术日益发展,极大地扩展了计算机的应用领域与灵活性。阐述了计算机射频通信的基本实现方案,力图通过实现过程中一些典型问题的分析,能够为有兴趣从事此类工作的人员提供一些参考。
关键词 计算机 通信系统 设计 通信协议 无线通信
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软件无线电的直接射频采样ADC系统研究 被引量:7
17
作者 彭安金 李凤保 古天祥 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期331-334,339,共5页
提出了一种高速混合滤波器组 ADC系统 ,该 ADC系统能对射频模拟信号 (2 MHz~ 2 0 0 0 MHz)直接进行模 /数转换 ,而且分辨率达到 1 2比特以上。显然 ,用此高速混合滤波器组
关键词 高速混合滤波器组 ADC系统 直接采样 软件无线
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基于无线射频与FPGA技术的数据采集系统 被引量:9
18
作者 文璧 张洁 徐谦 《中国测试》 CAS 2009年第4期40-43,共4页
为解决精密仪器的状态监控、桥梁的健康监测等问题,结合无线射频技术与FPGA技术研制的无线数据采集系统,应用无线单片机nRF24E1实现了无线通信功能,与有线传输方式相比,无线传输方式可以避免信号传输线对现场操作的牵绊。应用FPGA器件EP... 为解决精密仪器的状态监控、桥梁的健康监测等问题,结合无线射频技术与FPGA技术研制的无线数据采集系统,应用无线单片机nRF24E1实现了无线通信功能,与有线传输方式相比,无线传输方式可以避免信号传输线对现场操作的牵绊。应用FPGA器件EP1C3T144C6实现了数据采集,性能大大优于传统的单片机控制数据采集系统。结果证明,该系统操作简单,工作稳定可靠,快速高效,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 数据采集 无线通信 技术 FPGA技术 nRF24E1单片机
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多服务低速率数字光载射频系统中的新型自动增益控制算法设计 被引量:4
19
作者 李文 陈爱新 +3 位作者 王学锋 陈远航 刘晓滨 姚宜东 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期1090-1097,共8页
带通采样和数字信号处理技术使得数字光载射频(DRoF)通信系统在射频信号传输中具有显著优势,而且系统通过进一步采用数据压缩技术可实现多服务信号的低比特率传输。然而,系统进行数据压缩的同时会极大降低输入动态范围。基于对数据压缩... 带通采样和数字信号处理技术使得数字光载射频(DRoF)通信系统在射频信号传输中具有显著优势,而且系统通过进一步采用数据压缩技术可实现多服务信号的低比特率传输。然而,系统进行数据压缩的同时会极大降低输入动态范围。基于对数据压缩参数的理论分析,该文提出一种新型快速两级自动增益控制(FST-AGC)算法。该算法采用周期内多阈值判定机制来调整链路增益,具有高稳定、准确和快速响应等特性。通过在数字域和模拟(RF)域进行两级自动增益控制,系统的输入动态范围大大提高。该算法被成功应用到能够同时支持3家移动运营商(MONs)所有服务的多服务低速率DRoF系统中。理论计算、软件仿真和系统测试结果都验证了该算法具有显著优势和良好性能。该算法可应用在其他各种新型网络通信系统中,如物联网(IoT)、射频识别(RFID)和未来的5G通信系统。 展开更多
关键词 数字通信系统 自动增益控制 数据压缩 快速响应
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软件无线电直接射频采样的高速ADC系统研究 被引量:8
20
作者 彭安金 陈向东 古天祥 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第2期184-188,193,共6页
针对混合滤波器组ADC系统因其ADC模拟输入带宽低而不能对频率较高的射频模拟信号直接进行模 /数转换的瓶颈 ,本文提出了一种基于Nyquist采样定理和带通采样定理的抽取器数学模型 ,对该数学模型进行时域、频域的分析证明后 ,设计了一种... 针对混合滤波器组ADC系统因其ADC模拟输入带宽低而不能对频率较高的射频模拟信号直接进行模 /数转换的瓶颈 ,本文提出了一种基于Nyquist采样定理和带通采样定理的抽取器数学模型 ,对该数学模型进行时域、频域的分析证明后 ,设计了一种基于该数学模型的SHA抽取器 ,进而在混合滤波器组ADC系统的基础上 ,提出了高速混合滤波器组ADC系统。它能将带宽为 (2MHz~ 2 0 0 0MHz)的射频模拟信号直接模 /数转换 ,且分辨率达到 12比特以上 。 展开更多
关键词 软件无线 混合滤波器组 ADC系统 模/数转换 采样
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