5G毫米波收发前端的研究与设计
发布时间：2022-12-18 01:20
近年来,以第五代（5G）移动通信系统为代表的高速无线通信系统受到广泛关注。毫米波频段由于其频谱资源丰富,数据通信速率高,已经成为5G增强移动宽带（Enhanced Mobile Broadband,eMBB）场景的研究热点。本文针对课题组所承担的毫米波大规模MIMO射频系统中的宽带毫米波收发前端开展研究。根据射频系统的总体指标要求,确定了收发机前端所需达到的性能指标,在此基础上结合器件特性,采用外部本振倍频加混频的方案。该收发前端由毫米波接收机下变频链路与发射机的上变频链路构成,包括低噪声放大器、功率放大器、倍频器、混频器、滤波器等器件。射频通带24.25-30GHz,中频信道7.5GHz,带宽500MHz。论文通过链路仿真验证了设计的合理性,并对低噪放、功放、滤波器等主要器件进行设计和测试,实现了收发机前端实物。测试结果表明,发射前端在24.25-30GHz带内的发射增益为8.3-9.8dB,500MHz带宽内增益平坦度小于1.5dB,输出1dB压缩点和三阶互调点分别大于19dBm和30dBm;接收前端在24.25-28GHz带内的接收增益为8.6-11dB,输入1dB压缩点和三阶互...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 5G移动通信系统的研究背景
1.2 5G移动通信系统的关键技术
1.2.1 毫米波通信技术
1.2.2 同频全双工技术
1.2.3 大规模MIMO的无线传输技术
1.2.4 基于滤波器组的多载波技术
1.3 论文组织结构
第二章 毫米波大规模MIMO系统
2.1 射频收发机主要性能指标
2.1.1 双工方式
2.1.2 噪声系数和灵敏度
2.1.3 线性度
2.1.4 本振泄漏和杂散响应
2.1.5 误差矢量幅度
2.1.6 毫米波大规模MIMO系统指标
2.2 射频收发机结构
2.2.1 零中频结构
2.2.2 超外差结构
2.2.3 数字中频结构
2.2.4 OOK收发结构
2.3 毫米波系统结构方案
2.3.1 系统完整方案
2.3.2 单通道设计方案
2.4 本章小结
第三章 毫米波前端设计
3.1 毫米波前端模块设计与分析
3.2 毫米波收发机前端链路仿真
3.2.1 接收链路噪声仿真
3.2.2 收发链路的杂散仿真
3.2.3 增益及压缩特性仿真
3.2.4 收发链路增益平坦度仿真
3.2.5 互调仿真
3.3 模块器件设计与实现
3.3.1 倍频器
3.3.2 混频器
3.3.3 低噪声放大器
3.3.4 功率放大器
3.3.5 滤波器
3.4 本章小结
第四章 单通道毫米波收发前端性能测试
4.1 毫米波收发机前端实物制作
4.2 单通道测试环境
4.3 毫米波收发前端性能测试
4.3.1 增益平坦度测试
4.3.2 增益和1dB压缩点测试
4.3.3 三阶互调点测试
4.3.4 EVM测试
4.3.5 发射链路ACPR测试
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文工作总结
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
作者简介
【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]. 林川. 电子技术与软件工程. 2018(03)
[2]面向5G通信的射频关键技术分析[J]. 卢世雄. 信息通信. 2017(07)
[3]面向5G的大规模MIMO关键技术研究分析[J]. 王茜竹,邱聪聪,黄德玲. 电子技术应用. 2017(07)
[4]面向5G的大规模MIMO技术综述[J]. 张雷,代红. 电讯技术. 2017(05)
[5]5G网络中无线频谱资源分配的进展分析[J]. 陈亮,杨奇. 光通信研究. 2016(06)
[6]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)
[7]大规模MIMO无线通信关键技术[J]. 尤力,高西奇. 中兴通讯技术. 2014(02)
[8]无线接收机结构设计[J]. 王自强,张春,王志华. 微电子学. 2004(04)
博士论文
[1]宽带微波毫米波信道测量及数据传输硬件平台的研究[D]. 黄菲.东南大学 2017
[2]基片集成波导与其它平面结构在滤波器设计中的应用研究[D]. 沈玮.上海交通大学 2011
[3]基片集成波导技术的研究[D]. 郝张成.东南大学 2006
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
[2]下一代高速无线通信系统中的宽带射频滤波器的研究[D]. 孔方方.东南大学 2017
[3]5G毫米波移动通信系统射频前端研究[D]. 宋超.东南大学 2017
[4]宽带毫米波通信接收前端的研究[D]. 蓝骥.东南大学 2015
[5]面向5G通信的射频关键技术研究[D]. 杨彬祺.东南大学 2015
[6]Ku波段射频前端收发组件的研究与设计[D]. 汪子成.电子科技大学 2015
本文编号：3721037
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 5G移动通信系统的研究背景
1.2 5G移动通信系统的关键技术
1.2.1 毫米波通信技术
1.2.2 同频全双工技术
1.2.3 大规模MIMO的无线传输技术
1.2.4 基于滤波器组的多载波技术
1.3 论文组织结构
第二章 毫米波大规模MIMO系统
2.1 射频收发机主要性能指标
2.1.1 双工方式
2.1.2 噪声系数和灵敏度
2.1.3 线性度
2.1.4 本振泄漏和杂散响应
2.1.5 误差矢量幅度
2.1.6 毫米波大规模MIMO系统指标
2.2 射频收发机结构
2.2.1 零中频结构
2.2.2 超外差结构
2.2.3 数字中频结构
2.2.4 OOK收发结构
2.3 毫米波系统结构方案
2.3.1 系统完整方案
2.3.2 单通道设计方案
2.4 本章小结
第三章 毫米波前端设计
3.1 毫米波前端模块设计与分析
3.2 毫米波收发机前端链路仿真
3.2.1 接收链路噪声仿真
3.2.2 收发链路的杂散仿真
3.2.3 增益及压缩特性仿真
3.2.4 收发链路增益平坦度仿真
3.2.5 互调仿真
3.3 模块器件设计与实现
3.3.1 倍频器
3.3.2 混频器
3.3.3 低噪声放大器
3.3.4 功率放大器
3.3.5 滤波器
3.4 本章小结
第四章 单通道毫米波收发前端性能测试
4.1 毫米波收发机前端实物制作
4.2 单通道测试环境
4.3 毫米波收发前端性能测试
4.3.1 增益平坦度测试
4.3.2 增益和1dB压缩点测试
4.3.3 三阶互调点测试
4.3.4 EVM测试
4.3.5 发射链路ACPR测试
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文工作总结
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
作者简介
【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]. 林川. 电子技术与软件工程. 2018(03)
[2]面向5G通信的射频关键技术分析[J]. 卢世雄. 信息通信. 2017(07)
[3]面向5G的大规模MIMO关键技术研究分析[J]. 王茜竹,邱聪聪,黄德玲. 电子技术应用. 2017(07)
[4]面向5G的大规模MIMO技术综述[J]. 张雷,代红. 电讯技术. 2017(05)
[5]5G网络中无线频谱资源分配的进展分析[J]. 陈亮,杨奇. 光通信研究. 2016(06)
[6]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)
[7]大规模MIMO无线通信关键技术[J]. 尤力,高西奇. 中兴通讯技术. 2014(02)
[8]无线接收机结构设计[J]. 王自强,张春,王志华. 微电子学. 2004(04)
博士论文
[1]宽带微波毫米波信道测量及数据传输硬件平台的研究[D]. 黄菲.东南大学 2017
[2]基片集成波导与其它平面结构在滤波器设计中的应用研究[D]. 沈玮.上海交通大学 2011
[3]基片集成波导技术的研究[D]. 郝张成.东南大学 2006
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
[2]下一代高速无线通信系统中的宽带射频滤波器的研究[D]. 孔方方.东南大学 2017
[3]5G毫米波移动通信系统射频前端研究[D]. 宋超.东南大学 2017
[4]宽带毫米波通信接收前端的研究[D]. 蓝骥.东南大学 2015
[5]面向5G通信的射频关键技术研究[D]. 杨彬祺.东南大学 2015
[6]Ku波段射频前端收发组件的研究与设计[D]. 汪子成.电子科技大学 2015
本文编号：3721037
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