E波段宽带射频前端的设计与实现
发布时间：2022-10-21 15:28
本文重点研究并设计了71~86GHz的毫米波发射机、接收机、频率源、宽带AGC等射频电路,并采用MMIC电路及微组装技术设计了工程样机,通过测试及与基带部分的联试实现了10Gbps的E波段无线通信。主要研究内容分为四部分,首先介绍了常用收发机的结构及各自的优缺点,然后根据本系统特点选择两次变频的超外差变频结构。根据课题应用场景和基带信号形式对射频指标的要求,制定了射频前端电路的技术指标要求与设计方案。其次设计了E波段宽带射频前端的射频链路总体构架,确定收发通道的结构,然后对组成E波段射频前端设备的几种射频功能模块做了详细的设计,完成2套E波段射频前端设备的实现。最后对E波段射频前端的发射机和接收机技术指标进行测试,根据测试数据并计算出测试结果,通过与基带联试共同完成了E波段10Gbps无线通信的工程验证。论文设计并研制了E波段宽带射频前端样机,包含发射通道、接收通道、频率源等。最后经过测试,主要的射频技术指标满足课题要求,通过与基带单元的联合测试,两套E波段设备之间可以传输速率5Gbps的QPSK信号和10Gbps的16QAM调制信号,为推动E波段无线宽带通信技术的工程应用做出了贡献。
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 E波段射频信道的国内外研究动态
1.3 本文的主要内容与贡献
1.4 本论文的章节安排
第二章 E波段射频前端方案设计
2.1 收发机的双工方式和结构
2.1.1 超外差结构
2.1.2 零中频结构
2.1.3 数字中频结构
2.2 总体方案
2.2.1 系统指标要求
2.2.2 总体方案设计
2.3 本章小结
第三章 射频功能模块设计
3.1 功能模块划分及组成
3.2 E波段发射前端模块电路设计
3.2.1 电路方案设计
3.2.2 关键元器件选型与应用
3.2.3 链路指标预算
3.3 E波段接收前端模块电路设计
3.3.1 电路方案设计
3.3.2 关键元器件选型与应用
3.3.3 链路指标预算
3.4 C波段变频组件设计
3.4.1 电路方案设计
3.4.2 关键元器件选型与应用
3.4.3 链路指标预算
3.5 本振设计
3.5.1 锁相环工作原理
3.5.2 锁相环相位噪声分析
3.5.3 本振电路设计
3.6 双工器
3.7 毫米波微组装工艺
3.8 本章小结
第四章 E波段射频前端测试与验证
4.1 射频前端系统测试
4.1.1 发射机输出功率测试
4.1.2 接收机指标测试
4.1.3 本振相位噪声测试
4.1.4 收发系统平坦度联合测试
4.1.5 收发系统IMD3 联合测试
4.2 系统联合测试
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]零中频射频接收机技术[J]. 李智群,王志功. 电子产品世界. 2004(13)
[2]本振相位噪声及其对接收机性能的影响[J]. C.John Grebenkemper ,和新阳 ,雷颖蓓. 空间电子技术. 2003(01)
[3]无线接收机结构设计[J]. 王自强,张春,王志华. 微电子学. 2004(04)
[4]Endwave公司新产品E波段T/R模块[J]. 曹杨. 半导体信息. 2007(05)
[5]Ku波段宽带平行耦合微带线带通滤波器的设计[J]. 张维昊,张春荣,李良,刘海强. 电子科技. 2013(10)
[6]基于ADS的平行耦合带通滤波器的设计[J]. 陈黎,吴孟强,肖勇,张树人. 压电与声光. 2012(03)
[7]E-Band微波在TD-LTE业务回传等传输接入层场景下应用分析[J]. 王京飞. 电信工程技术与标准化. 2015(04)
[8]E-BAND微波——微波传输新星[J]. 殷晓伟. 信息与电脑(理论版). 2014(05)
[9]宽带E波段无线传输系统[J]. 张自然,许育铭,肖江南,余建军. 太赫兹科学与电子信息学报. 2014(05)
[10]4G时期微波产品春天来临 中国移动需求迫切[J]. 黄海峰. 通信世界. 2014(23)
博士论文
[1]△∑相位及延时锁定环中的量化噪声抑制技术[D]. 喻学艺.清华大学 2009
硕士论文
[1]毫米波T/R组件微组装工艺技术研究[D]. 成立峰.北华航天工业学院 2018
[2]2发2收广泛载波频率覆盖射频电路关键技术研究与验证[D]. 林翔.电子科技大学 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]面向新一代高速无线局域网的高性能射频发射机[D]. 张来团.东南大学 2017
[5]两发两收同时同频全双工射频前端关键技术研究与验证[D]. 胡俊丰.电子科技大学 2016
[6]毫米波宽带发射机的研制[D]. 季松.东南大学 2016
[7]用于Q-LINKPAN高速点对点系统的毫米波发射机的研究[D]. 任重.东南大学 2016
[8]E波段LFMCW雷达系统毫米波前端研究[D]. 杨东华.电子科技大学 2015
[9]宽带零中频接收机IQ不平衡校准技术研究与实现[D]. 胡伟光.电子科技大学 2015
[10]宽频段MIMO系统射频前端设计与实现[D]. 易显富.电子科技大学 2015
本文编号：3695909
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 E波段射频信道的国内外研究动态
1.3 本文的主要内容与贡献
1.4 本论文的章节安排
第二章 E波段射频前端方案设计
2.1 收发机的双工方式和结构
2.1.1 超外差结构
2.1.2 零中频结构
2.1.3 数字中频结构
2.2 总体方案
2.2.1 系统指标要求
2.2.2 总体方案设计
2.3 本章小结
第三章 射频功能模块设计
3.1 功能模块划分及组成
3.2 E波段发射前端模块电路设计
3.2.1 电路方案设计
3.2.2 关键元器件选型与应用
3.2.3 链路指标预算
3.3 E波段接收前端模块电路设计
3.3.1 电路方案设计
3.3.2 关键元器件选型与应用
3.3.3 链路指标预算
3.4 C波段变频组件设计
3.4.1 电路方案设计
3.4.2 关键元器件选型与应用
3.4.3 链路指标预算
3.5 本振设计
3.5.1 锁相环工作原理
3.5.2 锁相环相位噪声分析
3.5.3 本振电路设计
3.6 双工器
3.7 毫米波微组装工艺
3.8 本章小结
第四章 E波段射频前端测试与验证
4.1 射频前端系统测试
4.1.1 发射机输出功率测试
4.1.2 接收机指标测试
4.1.3 本振相位噪声测试
4.1.4 收发系统平坦度联合测试
4.1.5 收发系统IMD3 联合测试
4.2 系统联合测试
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]零中频射频接收机技术[J]. 李智群,王志功. 电子产品世界. 2004(13)
[2]本振相位噪声及其对接收机性能的影响[J]. C.John Grebenkemper ,和新阳 ,雷颖蓓. 空间电子技术. 2003(01)
[3]无线接收机结构设计[J]. 王自强,张春,王志华. 微电子学. 2004(04)
[4]Endwave公司新产品E波段T/R模块[J]. 曹杨. 半导体信息. 2007(05)
[5]Ku波段宽带平行耦合微带线带通滤波器的设计[J]. 张维昊,张春荣,李良,刘海强. 电子科技. 2013(10)
[6]基于ADS的平行耦合带通滤波器的设计[J]. 陈黎,吴孟强,肖勇,张树人. 压电与声光. 2012(03)
[7]E-Band微波在TD-LTE业务回传等传输接入层场景下应用分析[J]. 王京飞. 电信工程技术与标准化. 2015(04)
[8]E-BAND微波——微波传输新星[J]. 殷晓伟. 信息与电脑(理论版). 2014(05)
[9]宽带E波段无线传输系统[J]. 张自然,许育铭,肖江南,余建军. 太赫兹科学与电子信息学报. 2014(05)
[10]4G时期微波产品春天来临 中国移动需求迫切[J]. 黄海峰. 通信世界. 2014(23)
博士论文
[1]△∑相位及延时锁定环中的量化噪声抑制技术[D]. 喻学艺.清华大学 2009
硕士论文
[1]毫米波T/R组件微组装工艺技术研究[D]. 成立峰.北华航天工业学院 2018
[2]2发2收广泛载波频率覆盖射频电路关键技术研究与验证[D]. 林翔.电子科技大学 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]面向新一代高速无线局域网的高性能射频发射机[D]. 张来团.东南大学 2017
[5]两发两收同时同频全双工射频前端关键技术研究与验证[D]. 胡俊丰.电子科技大学 2016
[6]毫米波宽带发射机的研制[D]. 季松.东南大学 2016
[7]用于Q-LINKPAN高速点对点系统的毫米波发射机的研究[D]. 任重.东南大学 2016
[8]E波段LFMCW雷达系统毫米波前端研究[D]. 杨东华.电子科技大学 2015
[9]宽带零中频接收机IQ不平衡校准技术研究与实现[D]. 胡伟光.电子科技大学 2015
[10]宽频段MIMO系统射频前端设计与实现[D]. 易显富.电子科技大学 2015
本文编号：3695909
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