LTE-FDD塔顶放大器的设计与实现

发布时间：2017-10-09 23:04

  本文关键词：LTE-FDD塔顶放大器的设计与实现

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【摘要】：LTE上行覆盖受限严重影响了LTE网络建设,产生上行受限的主要原因之一是基站端接收灵敏度不够高。塔顶放大器位于塔顶馈线前,在信号进入馈线前进行放大,消除馈线插损影响,提高接收灵敏度及上行覆盖区域,从而扩大整个基站的覆盖区域。本文首先分析塔顶放大器的系统组成,重点研究其中的射频滤波器及低噪声放大器部分,分别介绍了滤波器和低噪声放大器的性能指标,并给出本设计要达到的系统性能指标。在第3章中分析了滤波器的基本理论,对滤波器基础理论尤其是同轴腔体滤波器和交叉耦合原理进行深入研究,对发射滤波器及接收滤波器进行实际的仿真设计,用Couple Fill软件确定滤波器腔数、极点位置、耦合系数及初始Q值,再用Advanced Design System软件将TX分别与RXA、RXB合路仿真优化得出最终的耦合系数及Q值,最后通过HFSS对滤波器的Q值、谐振频率、耦合系数仿真,确定谐振腔及耦合窗口的物理尺寸。在第4章中对低噪声放大器基本理论知识及平衡式放大器进行研究,先进行整体链路预算和器件选型,然后基于ADS仿真软件对低噪声放大器子系统进行仿真设计,采用不同于以往的新方法实现低噪声放大,然后运用绘图软件Altium Designer Release 10进行电路板布局制版。本文从低噪声放大器和滤波器设计原理结合实际工程项目设计一款应用于4G网络优化的塔顶放大器。设计方案采用平衡式放大结构增加了可靠性,并且与以往传统的设计方案相比主路输入端口少了一个串联PIN管的插损及不匹配带来的损耗,噪声系数在2600MHz时可做到全温1.7d B以内,比传统方式降低0.3d B,大大优化了系统的性能。低噪声子系统含有增益控制单元,自动调整塔顶放大器增益,这是本方案的创新点。本文核心内容是第三章腔体滤波器设计和第四章低噪声放大器设计,其中的设计方法、调试经验对射频相关行业人员具有一定的参考价值,第五章的指标测试及调试方法对工程技术人员具有很大的指导意义。
【关键词】：LTE-FDD 塔顶放大器 滤波器 低噪声放大器
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TN722.3;TN713
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 主要研究内容及论文章节安排13-16
• 第2章 塔顶放大器的系统组成及性能分析16-26
• 2.1 塔顶放大器的系统组成16-17
• 2.2 滤波器的性能指标17-18
• 2.3 低噪声放大器的性能指标18-23
• 2.3.1 噪声与噪声系数18-19
• 2.3.2 增益与增益平坦度 ΔG19-21
• 2.3.3 输入与输出驻波比21
• 2.3.4 稳定性21-22
• 2.3.5 输出ld B压缩点(Pld B)22
• 2.3.6 三阶交调(IP3)22-23
• 2.3.7 反向隔离度23
• 2.4 塔顶放大器的整机性能指标23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 滤波器子系统的理论研究和仿真设计26-51
• 3.1 微波滤波器的理论部分介绍26-32
• 3.1.1 滤波器的分类26-27
• 3.1.2 滤波器的传输函数27-30
• 3.1.3 频率变换30-32
• 3.2 交叉耦合腔体滤波器的设计理论32-40
• 3.2.1 同轴腔体谐振器原理33-34
• 3.2.2 同轴谐振腔的调谐34-35
• 3.2.3 同轴谐振腔的耦合及抽头实现35-36
• 3.2.4 交叉耦合原理36-38
• 3.2.5 常见交叉耦合拓扑及其传输零点分布38-40
• 3.3 滤波器子系统的仿真设计40-50
• 3.3.1 滤波器拓扑结构分析及电路仿真40-44
• 3.3.2 3D电磁场仿真44-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 低噪声放大器子系统的理论研究和设计51-64
• 4.1 低噪声放大器的S参数及反射系数51
• 4.2 平衡式低噪声放大器理论51-54
• 4.2.1 平衡式放大器的增益特性52-53
• 4.2.2 平衡式放大器的驻波比53
• 4.2.3 平衡式放大器的稳定性与可靠性53-54
• 4.3 低噪声放大器子系统的仿真设计54-63
• 4.3.1 低噪声放大器子系统的设计分析54-56
• 4.3.2 低噪声放大器子系统的设计流程56
• 4.3.3 低噪声放大器子系统的链路预算56-58
• 4.3.4 低噪声放大器子系统的器件选型58
• 4.3.5 低噪声放大器子系统的电路仿真58-62
• 4.3.6 低噪声放大器的电路板设计62-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第5章 塔顶放大器各模块的调试及整机测试64-72
• 5.1 滤波器及低噪声放大器的调试64-65
• 5.1.1 滤波器的调试64
• 5.1.2 低噪声放大器的调试64-65
• 5.2 整机调试及测试65-71
• 5.2.1 整机调试65-67
• 5.2.2 整机测试67-71
• 5.3 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果76-78
• 致谢78-79
• 个人简历79

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本文编号：1002907