新坑：基于AD9361的手持监测侦察接收机

转自科创论坛 虎哥 https://www.kechuang.org/t/82250

上次测量了AD9361的抗阻塞性能（https://bbs.kechuang.org/t/82167），原本听各路大神说坑多，除非加上复杂的预选器否则根本没法用，但实测结果推翻了各路“大神”的说法。

从测试来看，性能虽然不算太好，但也算是可以的。除非高档监测接收机，普通接收机如果不开衰减，基本无法抵抗0dBm量级的阻塞信号，比如无线电爱好者常用的几款手持接收机也就能扛-10dBm水平。我测过罗德施瓦茨上一代高档监测接收机，在既不开前放，也不开衰减的前提下，阻塞电平通常在10dBm数量级（似乎这些设备在混频器前都有一级不能旁路的放大）。但这样的抗阻塞性能下，整机噪声系数在20-25dB左右。而9361在-2dBm阻塞电平时的噪声系数可能还比这个好（有待实测）。

所以我和小伙伴们产生了一个想法：能不能用9361之类芯片做一款手持接收机？由于9361是模拟零中频数字化方案，可能镜像稍大，但作为接收机来说足够了。

功耗方面，假设数字信号处理电路（FPGA等）耗电3W，9361耗电1.5W，其它杂七杂八耗电1.5W，功耗能控制到6W以内。对于现代的锂电池而言，如果采用901那样的两并两串，即可工作6小时以上，实际上如果控制好算法复杂度，9361也只开基本的功能，整机功耗有控制到4W的希望，这样就能干10小时，已经相当实用了。

由于9361有较大的出货量，目前人民币价格在350元左右。如果嫌贵，还可以用9363，不到200元。如果对接收的处理带宽要求不高，一百来元的FPGA就应该能胜任，不过解调要想做灵活，还是要借助CPU。从核心器件的成本来看，总的硬件成本应该不算离谱，最终的产品，大家应该都玩得起。

通过软件的工作，这台监测侦察接收机应该能够实现所有模拟模式，和所有能找到解码方法的数字通话（比如所有公开销售的数字对讲机）的监测解调。根据处理带宽的不同，还能提供一定宽度的FFT频谱显示。想起来就觉得好玩。

希望大家交流一下想法，看看这坑要怎么挖。

经过小伙伴们一个星期奋斗，完成了接收机的基本系统方案。然后，第一步，就是做结构设计了。

下个星期应该能做完信号预算，开始画原理图。

由于9361没有找到模型，用9371来计算试试（注意，9371的射频特性相比9361有重大变化，通俗而言可以认为9371是直接怼混频器，没有LNA，所以噪声大得多，但截点高得多，给前级设计留下了更大的发挥空间）。在要求阻塞电平为0dBm时（假设比信号通路中最低的1dB压缩点再低6dB），整机噪声系数为33dB。


当要求尽量高的灵敏度时，必须采用LNA，否则噪声几乎不会低于20dB。如果采用20dB左右的LNA，放置在预选器之后，则可以把在噪声控制在 6dB，如果不考虑输入电路的3dB插损，则为4dB。但阻塞电平在-30dBm以下。


其余指标赶不上精心设计的超外差16位机，不过做监测侦察是够了。

使用9361的话，经手工计算，本坑不需要外加LNA。

这个星期完成了框图，原理图也已经初见规模。这个框图需要冥思苦想，不过说透了其实挺简单的，主要是起一个理清思路的作用。当然原理图还是相当相当麻烦。
如下图，端口进来后先经过电子衰减器，然后经开关分4路。其中三路是接收（9361一个通道刚好三组接收，可以不用再合成一路了）。这三路分三段频率，经过滤波器预选。低频段经过混频器提升到中频，解决9361无法工作到低频的问题。
混频器的本振，就直接用9361的发射输出了，可省一组振荡器。
最后，9361的发射还空闲一路，不用白不用，也接到电子开关上。必要的时候，这个机器可以做信号源使用，如果嫌功率不够，外部放大即可。


9361的数据接到FPGA中，选用ZYNQ的7020，价格便宜量又足，当然比消费级的芯片还是贵。数据打算用USB3.0输出，7020如果有处理不了的复杂任务，可以把IQ传给PC来处理。
经过这样设计，可以说是压榨了9361的绝大部分资源，灵活性也不错，堪称完美