高线性宽带射频系统设计

发布时间：2017-04-14 13:07

  本文关键词：高线性宽带射频系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着第四代移动通信以及下一代移动通信的发展和应用,MIMO和高阶调制技术作为提高系统频谱效率和传输可靠性的有效手段,受到了广泛的重视和研究。为了得到MIMO信道理论模型和实测模型,宽带宽、高频率、高速率的MIMO信道测试实验平台的研制具有重要意义。本文的主要工作是在充分研究与分析了高线性宽带射频收发机设计理论的基础上,研制了一款应用于宽带MIMO信道测试平台上射频收发机。首先,论文给出了射频收发机系统整体方案和ADS仿真,并对系统的性能和技术指标进行了分析与优化。根据项目指标需求,确定了接收机部分、发射机部分及本振信号产生部分的设计方案。通过合理分配收发机增益,选择高性能芯片,提高了收发机的性能。高线性宽带射频系统采用超外差结构,工作在4.9GHz～5.9GHz,信号带宽100MHz。其次,本文实现了高线性宽带射频收发机的硬件设计。根据项目指标需求,设计了系统各模块电路原理图与版图,讨论了关键模块的技术指标,测试了系统关键模块的实际性能。然后将各模块电路集成,完成射频收发机的原理图及版图的设计工作。最后,完成了射频收发机硬件电路布板和测试,并比对与分析了仿真数据、理论计算数据与实测数据之间的差距,总结了可能原因并提出了后期改进方案。测试结果表明该高线性宽带射频系统达到了设计要求。
【关键词】：射频收发机 高线性 超外差结构 低噪声 动态范围
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN859
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 英文缩略词12-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 射频收发机的研究现状14-15
• 1.3 论文主要工作和结构安排15-17
• 第二章 射频收发机的基本理论17-31
• 2.1 常见射频收发机体系结构17-22
• 2.1.1 超外差接收机17-18
• 2.1.2 零中频接收机18-19
• 2.1.3 镜像抑制接收机19-21
• 2.1.4 直接上变频发射机21
• 2.1.5 超外差结构发射机21-22
• 2.1.6 常用射频收发机结构比较22
• 2.2 几种现代接收机设计中的技术22-23
• 2.2.1 软件无线电在现代接收机设计中的应用22-23
• 2.2.2 高温超导接收机23
• 2.3 射频接收机的关键技术指标23-30
• 2.3.1 噪声系数24-25
• 2.3.2 灵敏度25-26
• 2.3.3 非线性指标26-29
• 2.3.4 动态范围29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 系统整体方案设计31-49
• 3.1 射频收发机整体方案设计31-33
• 3.1.1 系统的整体设计31-32
• 3.1.2 总体结构框图32-33
• 3.2 中频选择33-37
• 3.3 射频系统的大动态范围设计方法37-39
• 3.3.1 实现系统大线性动态范围的方法37-38
• 3.3.2 扩大接收机总动态的方法38-39
• 3.4 系统链路预算和仿真39-45
• 3.4.1 射频接收机的链路仿真39-41
• 3.4.2 射频发射机的链路仿真41-43
• 3.4.3 双音互调仿真43-45
• 3.5 电源完整性设计45-48
• 3.5.1 电源分布系统分析和设计45-46
• 3.5.2 去耦电容模型46-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第四章 系统关键电路设计49-67
• 4.1 本振电路设计49-54
• 4.2 增益放大链路设计54-58
• 4.2.1 增益分配55-56
• 4.2.2 中频VGA电路设计56-57
• 4.2.3 基于HMC580的低中频放大电路设计57-58
• 4.3 混频器电路设计58-60
• 4.3.1 基于HMC488的一混频设计58-59
• 4.3.2 基于HMC552的二混频设计59-60
• 4.3.3 基于MAX2029的三混频设计60
• 4.4 系统控制模块和接口设计60-63
• 4.5 滤波器的选择和分析63-65
• 4.6 本章小结65-67
• 第五章 射频系统硬件实现与测试结果分析67-79
• 5.1 系统的硬件设计67-70
• 5.1.1 叠层设计与功能划分67-69
• 5.1.2 阻抗匹配与走线69-70
• 5.2 接收链路测试与结果分析70-75
• 5.2.1 测试环境及仪器70-71
• 5.2.2 噪声系数与灵敏度测试71-73
• 5.2.3 动态范围与线性度测试73-74
• 5.2.4 带宽测试74-75
• 5.3 发射链路测试75-77
• 5.3.1 动态范围与线性度测试75-77
• 5.3.2 带宽测试77
• 5.4 本章小结77-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 论文工作总结79
• 6.2 工作展望79-81
• 致谢81-83
• 参考文献83-86

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