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超宽带发射机的射频前端设计

作　者: 高稳元
导　师: 寇戈
学　校: 南京理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: LTE 多模式发射机射频前端超宽带
分类号: TN858
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 89次
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内容摘要

随着无线通信技术的发展,当下移动通信中的带宽已经不能满足多媒体传输的需求,3G网络应运而生。但是由于3G在发达国家运营的效果并不理想,因此各大电信设备上都提出了组建LTE(Long Term Evolution)网络。又因为GSM和WCDMA等2G、3G业务仍处于盈利状态,所以提出了包含GSM、WCDMA和TD-LTE等协议的超宽带多模式收发射机的设计。本课题即基于这种多模式收发机系统,对发射部分的射频前端进行了研究和设计。本文首先分析了发射机射频架构的优缺点,选择了合适的架构；接着研究了发射机射频设计的理论基础,包括调制精度、邻信道选择性、杂散辐射、发射功率和自动增益控制等重要指标；然后根据选择的架构和设计指标的要求,采用电子开关和射频声表滤波器协作的方式来完成发射机多模式的设计,利用阻抗匹配来实现宽带平坦度的要求,并对关键电路进行了仿真；最后,选择合适的芯片搭建单元电路,在此基础上完成发射机链路的设计并进行调测。实际调测结果表明,系统的各项指标在不同模式、不同载波下都达到预期的效果,验证了本设计方案的可行性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 课题研究的意义  7
  1.2 国内外现状与动态  7-8
  1.3 论文的主要工作和内容安排  8-9
    1.3.1 完成的主要工作  8
    1.3.2 各章节的内容安排  8-9
  1.4 本章小结  9-10
2 发射机设计基础  10-16
  2.1 数模转换  10-11
  2.2 射频发射机的架构  11-15
    2.2.1 超外差式结构  11-13
    2.2.2 直接变频结构  13-14
    2.2.3 低中频结构  14
    2.2.4 带通采样结构  14-15
  2.3 本章小结  15-16
3 发射机系统分析  16-42
  3.1 发射机系统介绍  16
  3.2 发射功率和频谱  16-17
  3.3 调制精度  17-30
    3.3.1 Error Vector Magnitude(EVM)和波形质量因素  17-21
    3.3.2 码间干扰对EVM的影响  21-22
    3.3.3 本振(LO)相位噪声对EVM的影响  22-24
    3.3.4 载波泄露对调制精度的衰减  24-26
    3.3.5 引起调制精度下降的其他因素  26-29
    3.3.6 总的EVM和波形因素  29-30
  3.4 邻信道功率  30-36
    3.4.1 等效低通模型分析方法  31-32
    3.4.2 多音技术  32-33
    3.4.3 发射链路级联的ACPR  33-36
  3.5 杂散辐射  36-39
    3.5.1 杂散辐射的计算  36-37
    3.5.2 杂散辐射的要点  37-38
    3.5.3 噪声的电压表达形式  38-39
  3.6 系统设计的一些重要考虑  39-41
    3.6.1 发射机结构的对比  39-40
    3.6.2 发射机链路的增益分布和性能  40
    3.6.3 自动增益控制AGC和电源管理  40-41
  3.7 本章小结  41-42
4 发射机系统设计  42-49
  4.1 发射机多模式的设计  42
  4.2 线性度和平坦度的实现  42-45
  4.3 发射链路的仿真  45-48
    4.3.1 发射链路的结构  45-46
    4.3.2 链路增益分配的仿真  46-47
    4.3.3 放大器增益仿真图  47-48
  4.4 本章小结  48-49
5 发射机电路的实现与测试  49-66
  5.1 关键电路的实现  49-57
    5.1.1 DAC模块  49-51
    5.1.2 射频开关电路  51-53
    5.1.3 混频器电路  53-54
    5.1.4 衰减器和放大器电路  54-56
    5.1.5 LO电路  56-57
  5.2 测试结果  57-64
    5.2.1 射频发射机线性度的测试结果  57-60
    5.2.2 发射机链路的测试结果  60-62
    5.2.3 发射机输出本振和EVM的测试结果  62-64
  5.3 本章小结  64-66
结论  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
附录  71

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