Q波段5G毫米波接收阵列研究
发布时间：2021-11-12 10:40
虚拟现实、全息图像通信、4K高清等应用的高速发展对无线通信提出了更高速率、更低延时、更大网络容量的要求。为了追求更快的传输速率和更好的用户体验,在当前5G通信系统的研究中,一方面采用大规模MIMO技术,另一方面引入毫米波频段以提高系统综合传输速率。针对Q波段5G毫米波通信接收前端,本文开展了接收通道以及16单元接收阵列的研究。论文首先研究了Q波段接收通道系统结构,进行了链路仿真、指标预算,在此基础上进行了芯片选型并制定了Q波段接收通道的方案。为了验证毫米波接收系统的性能,本文设计了毫米波接收通道电路板并进行了组装、调试与测试。测试结果与前期的链路仿真结果以及器件测试结果吻合:在42.5GHz处,通道增益大于为21dB,输入1 dB压缩点为-2.5dBm。论文还对Q波段接收16通道进行了系统集成,进行了16路贴片天线与喇叭天线单元与阵列的仿真,同时完成了16通道接收系统的组装、调试以及射频指标的测试。基于各通道的独立测试结果,与Keysight公司合作对16通道接收系统进行了基带校准,并进行了多波束合成、调制解调精度方面的系统OTA测试。
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超外差接收机结构
波器(IRfilter)主要用来抑制镜像信号，同时它也起着抑制泄露内其他杂散信号的作用。混频器(Mixer1)用来进行第一次下变器(IF BPF)用来滤除混频产生的杂散组合分量、进行中频信道系统自激，信号增益需要分配到不同器件、不同频段，而可变放大中频信号的同时也进一步保证了系统的稳定性。为了更大率，第二次下变频采用复混频的方式。，混频过程并不是理想的频谱搬移，寄生通道以及射频和本振会形成干扰，这些干扰一旦落到中频频带内，就会影响有用信高 Q 值带通滤波器、设计复杂、难以集成等问题也阻碍了超更广泛地应用。中频接收机频接收机将信号直接变到基带，没有镜像频率的干扰，是最简此外，由于片外不需要设计高 Q 值的带通镜像抑制滤波器，零现单片集成，加之其功耗小、设计简单，引入以来受到广泛关用。零中频接收机的结构如图 2-2 所示：
③镜像抑制接收机Hartley 和 Weaver 镜像抑制接收机都是典型的镜像抑制接收机，它们的原理分别如图 2-3(a)和图 2-3(b)所示：图 2-3(a) Hartley 镜像抑制接收机 图 2-3(b) Weaver 镜像抑制接收机由图 2-3(a)所示的 Hartley 镜像抑制接收机结构可知，接收到的信号复混频后产生 I、Q 两路中频信号，一路信号经过 90 度移相器并与直接传输的另一路合路输出。该 90 度移相器传递函数为 H(ω)=-jsgn(ω)，也被称为希尔伯特滤波器。由图 2-3(b) 所示的 Weaver 镜像抑制接收机结构可知，接收到的信号经过两次复混频再合路输出，进一步地抑制了镜像频率。2.1.2 主要技术指标要保证接收系统正常工作，需要用一系列的技术指标来衡量接收机的性能。接收机的技术指标主要有噪声系数、灵敏度、动态范围、增益及增益平坦度、误差矢量幅度等，接下来将逐一进行介绍。①噪声系数电路中的噪声是随机的
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
博士论文
[1]微波毫米波阵列成像关键技术研究[D]. 张慧.东南大学 2016
[2]高性能基片集成波导微波滤波器研究[D]. 郑博仁.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]毫米波5G移动通信系统射频接收前端研究[D]. 林维泉.东南大学 2017
本文编号：3490748
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超外差接收机结构
波器(IRfilter)主要用来抑制镜像信号，同时它也起着抑制泄露内其他杂散信号的作用。混频器(Mixer1)用来进行第一次下变器(IF BPF)用来滤除混频产生的杂散组合分量、进行中频信道系统自激，信号增益需要分配到不同器件、不同频段，而可变放大中频信号的同时也进一步保证了系统的稳定性。为了更大率，第二次下变频采用复混频的方式。，混频过程并不是理想的频谱搬移，寄生通道以及射频和本振会形成干扰，这些干扰一旦落到中频频带内，就会影响有用信高 Q 值带通滤波器、设计复杂、难以集成等问题也阻碍了超更广泛地应用。中频接收机频接收机将信号直接变到基带，没有镜像频率的干扰，是最简此外，由于片外不需要设计高 Q 值的带通镜像抑制滤波器，零现单片集成，加之其功耗小、设计简单，引入以来受到广泛关用。零中频接收机的结构如图 2-2 所示：
③镜像抑制接收机Hartley 和 Weaver 镜像抑制接收机都是典型的镜像抑制接收机，它们的原理分别如图 2-3(a)和图 2-3(b)所示：图 2-3(a) Hartley 镜像抑制接收机 图 2-3(b) Weaver 镜像抑制接收机由图 2-3(a)所示的 Hartley 镜像抑制接收机结构可知，接收到的信号复混频后产生 I、Q 两路中频信号，一路信号经过 90 度移相器并与直接传输的另一路合路输出。该 90 度移相器传递函数为 H(ω)=-jsgn(ω)，也被称为希尔伯特滤波器。由图 2-3(b) 所示的 Weaver 镜像抑制接收机结构可知，接收到的信号经过两次复混频再合路输出，进一步地抑制了镜像频率。2.1.2 主要技术指标要保证接收系统正常工作，需要用一系列的技术指标来衡量接收机的性能。接收机的技术指标主要有噪声系数、灵敏度、动态范围、增益及增益平坦度、误差矢量幅度等，接下来将逐一进行介绍。①噪声系数电路中的噪声是随机的
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
博士论文
[1]微波毫米波阵列成像关键技术研究[D]. 张慧.东南大学 2016
[2]高性能基片集成波导微波滤波器研究[D]. 郑博仁.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]毫米波5G移动通信系统射频接收前端研究[D]. 林维泉.东南大学 2017
本文编号：3490748
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