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2.4GHz无线发射机射频前端的研制

作　者: 王文斌
导　师: 谭晓衡
学　校: 重庆大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 射频前端射频滤波器上变频混频器功率分配器功率放大器
分类号: TN830
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 285次
引　用: 2次
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内容摘要

随着无线通信的快速发展,射频前端的日益成为制约发射机性能提升的瓶颈。射频前端在无线通信收发机中的特殊作用,使其在国内外都成为了研究的热点。本文根据实际项目要求,探讨了2.4GHz ISM频段射频前端的研究和设计。由于射频前端要处理的是大动态范围的模拟信号,如何实现阻抗匹配和满足大动态范围要求是设计难点。通过总结射频前端方面的先进设计经验,并根据实际的系统参数要求,本文对2.4GHz射频前端进行了详细设计和硬件实现。提出了一种级联型不等比例功率分配器的设计方法,并通过这种功分器,提高了功率放大器的性能。论文的主要工作在于:首先,全面研究了各种发射机的结构,分析了各种结构的优缺点。给出了2.4GHz无线通信系统射频前端的设计方案,并根据项目的需要,确定了所采用的发射机结构的性能参数。其次,对发射机的各个模块分别作了深入的理论分析,并使用Advanced Design System 2005工具软件对发射机中的各个模块进行了仿真。这些关键模块主要包括射频滤波器、上变频混频器、功率分配器、功率放大器。根据系统设计要求,对仿真电路和性能参数进行了反复优化,直到满足设计指标。根据仿真与数值分析结果,制作了各模块的硬件电路,对设计的各部分电路进行了性能测试和数值分析,验证了各个关键模块设计方案的可行性,满足了项目需要。最后,针对各个模块的测试结果,对其中性能有所偏差的电路作了优化分析,并提出了改进措施以及后续工作的展望。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 研究背景及意义  7-9
  1.2 发射机射频前端的国内外发展现状  9-10
  1.3 论文的主要工作  10-11
2 发射机的结构分析与设计方案的确定  11-16
  2.1 常用的发射机结构  11-13
  2.2 发射机的技术指标  13-15
  2.3 本论文所采用的设计方案  15-16
3 发射机射频前端的设计与仿真  16-52
  3.1 发射机射频带通滤波器的设计  16-19
    3.1.1 滤波器的主要性能指标  17
    3.1.2 射频带通滤波器的设计与仿真  17-19
  3.2 上变频混频器的设计与仿真  19-25
    3.2.1 上变频混频器的原理  19-20
    3.2.2 上变频混频器的主要指标  20-22
    3.2.3 上变频混频器方案的确定  22-23
    3.2.4 上混频混频器的设计与仿真  23-25
  3.3 功率放大器的设计  25-46
    3.3.1 Doherty 结构功率放大器原理  27-28
    3.3.2 Offsetline 传输线优化技术  28-29
    3.3.3 多级Doherty 结构功率放大器原理  29-30
    3.3.4 Doherty 结构功率放大器的关键技术指标  30-34
    3.3.5 级联型不等比例功率分配器的设计与仿真  34-37
    3.3.6 驱动级功率放大器的设计  37-38
    3.3.7 三级Doherty 结构功率放大器的设计与仿真  38-46
  3.4 发射机链路仿真  46-48
  3.5 PCB 的电磁兼容设计  48-51
    3.5.1 PCB 的布局  48-49
    3.5.2 PCB 的布线  49
    3.5.3 PCB 的电磁电磁兼容设计  49-51
  3.6 本章小结  51-52
4 发射机各模块的硬件制作与调试  52-61
  4.1 上变频混频器  52-53
  4.2 射频带通滤波器  53-55
  4.3 功率放大器  55-60
    4.3.1 级联型不等比例功率分配器  55
    4.3.2 三级Doherty 结构功率放大器  55-60
  4.5 本章小结  60-61
5 结论与展望  61-62
  5.1 主要结论  61
  5.2 后续工作的展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-67
附录  67

2.4GHz无线发射机射频前端的研制

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