MIMO引信射频电路设计的研究

摘 要：MIMO引信所使用的是阵列天线技术，可以对目标角度进行有效估计，对目标进行全方位探测，对我国科技以及军事等的发展具有重要意义。基于此，本文首先从数字编码调相、芯片选择以及电路调制等方面分析了MIMO引信射频电路中的调制电路设计，其次探讨了MIMO引信射频电路中的匹配电路设计，最后对MIMO引信射频电路中的解调电路设计进行了研究，具有一定的现实意义。

关键词：调制电路；匹配电路；解调电路

引言：MIMO引信的探测精度比较高，并且具备一定的抗干扰能力，将其和电路设计进行有效结合，可以对目标进行全方位探测，然而要想实现这一目的，就必须对射频电路进行有效设计，进而确保信号的发射效率与稳定性。在这种情况下，本文从调制电路、匹配电路以及解调电路等方面对MIMO引信射频电路设计进行了相关研究，希望可以为相关研究人员在研究过程中提供一些帮助。

1调制电路设计

1.1数字编码调相

在调制电路设计过程中，可以通过调相法对数字编码进行调相。对于实际电路而言，普遍采用高低电平对数字编码信号进行表示，因此需要用二进制数对数字编码进行表示，通过两位二进制数对各个码元进行表示，再对这两个码元进行拆分，分成两路并行信号，再用每个组的第一位码元对I路输入进行表示，用第二位码元对Q路输入进行表示，再将它们分别和载波、移相信号等进行混频，并对混频结果进行相加，进而对编码调相信號进行获得。

1.2芯片选择

在本文当中，调制电路的中心频率是2.4GHz，其宽带为100MHz，将单端输入作为基带编码信号，将偏置电压设置成1V，将峰值设置成1.8伏。

本文所选择的芯片是AD8346和AD8132。AD8346芯片主要是由分相器模块、混频电路、BIAS模块构成的。其中，分相器模块功能在于产生本振信号，混频电路的功能是产生调相信号，而对于BIAS模块而言，可以产生偏置电压。在这个过程中，载波信号可以通过LO端以及单端输入。在分相器的作用下，载波信号会转化成两路差分信号，之后和基带输入混频，最后在求和的基础上就会获得相应的编码调相信号。对于AD8132芯片来说，需要使用双极性电压，也就是说需要实行电压的极性转换，进而产生负电压。该芯片电压在转换过程中效率比较高，并且外围电路也比较简单。

1.3电路调制

在电路调制过程中，编码信号主要是先经过AD8132，然后通过单端输入，再转化成差分输出信号，对放大器反馈电路进行有效调整，进而确保信号幅度和相关要求相符。同时也要对VOCM端的电压进行调节，将其设置为1.2V，将基带偏置电压设置成1.2V，并将正电压转化成负电压，进而实现双极性供电的目的[1]。

2匹配电路设计

对于滤波器的输出阻抗以及特征阻抗而言，都属于电阻性阻抗，因此在阻抗匹配过程中可以选择α/4的变换器，但是由于信号频率较低，在进行阻抗分配时，不适合选择分布参数电路，所以可以利用集总元件的匹配网络进行阻抗匹配。本文在阻抗匹配设计过程中使用的是ADS中自带的工具。编码宽带为10MHz，在利用该宽带进行阻抗匹配时，需要对匹配网络进行合理设计。因为在编码信号当中，有很多低频分量，因此需要采用“串联电感”、“并联电容”的方式进行设计。另外，为了遵循小型化原则，应该尽量确保电路的简洁性与高效性。

3解调电路设计

本文所使用的AD8347是一种正交解调器，其输入频率的范围处于800MHz到2.7GH之间，在射频端以及基带等处都设有放大器。

AD8347具有自动增益控制的电路，在输出信号强度的基础上对放大器增益进行有效调整，进而确保输出信号的稳定。控制电压形成的电路会对输出信号进行接收，再将信号强度和参考值进行对比分析，形成控制电压。对于增益受控电路而言，会在控制电压的影响下对增益进行调节，进而确保输出信号的稳定性。

对于RF信号来说，可以进行单端输入，通过RFIN端进行输入，并在两端口串联一个100欧姆的电阻，进而确保输入端的阻抗是50欧姆。对于本振信号来说，可以通过LOIN端输入，并且也在两端口之间串联一个100欧姆的电阻。在进行调节之后，信号可以通过QMXO以及IMXO等端口进行输出，在经过滤波之后，分别和I路基带的输入端以及Q路基带的输入端进行连接，最后通过IBBP、QBBP、IBBN以及QBBN等端口进行差分输出[2]。

结论：总而言之，在调制电路设计过程中，本文所选择的是数字编码调相信号，芯片选择的是AD8346和AD8132两种，通过集总元件的匹配网络、“串联电感”、“并联电容”等方式进行了匹配电路设计，最后在解调电路设计中对信号的输入输出进行了简单分析。科学是永无止境的，所以对于相关研究人员而言，也需要对MIMO引信射频电路设计进行深层次研究，对各种电路设计进行不断完善与优化，进而为我国的科技发展贡献一份力量。

参考文献

[1]刘瑶桐星.MIMO无线通信系统射频前端的实现[D].电子科技大学，2009.

[2]葛优.MIMO引信基带信号及电路研究[D].南京理工大学，2017.

作者简介

曾德志（1995），四川省达州市人，汉族，在读本科，研究方向：电路设计与smt生产之间的优化关系。单位：四川省成都师范学院电子科学与技术专业 四川省成都市温江区。

（作者单位：四川省成都师范学院电子科学与技术专业）