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2.6GHzTDD-LTE接收机的设计和实现

作　者: 蔡昊
导　师: 薛红喜
学　校: 电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: TDD-LTE 接收机 射频大功率开关、低噪声放大器 自动增益控制电路
分类号: TN851
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


21世纪是信息化的时代,大量的信息都通过无线的接入方式进行传播。在这种情况下,无线通信系统技术也必须随之发展来适应社会的需求。从1983年在美国出现的第一代无线通信系统(1G)到以GSM为代表的第二代无线通信系统(2G),再到以TD-SCDMA为代表的第三代无线通信系统,无线通信系统总是在不断的进行的发展和革新。时至今日,以TDD-LTE为代表的第四代无线通信系统的出现又将成为无线通信技术发展的一个新的里程碑,其有效的频谱利用率、出色的码道速率、良好的抗多径能力使其迅速的成为众多运营商大力推广的新技术。本文首先简单了介绍了射频接收机系统和模块的一般性原理,然后基于《3GPP TS 36.133》的要求,设计并实现了一个TDD-LTE射频基站接收机。其工作频带为2.58GHz-2.6GHz,工作带宽为20MHz,支持LTE制式单载波传输。在设计时,首先对接收机系统链路指标进行分析,主要包括噪声系数、输出三阶交调、动态范围等。在此基础上对接收机的结构和各个模块的指标进行分析和选择,使之满足整个系统链路的设计要求。其中,考虑到大功率高频率的特性,选择PIN二极管来搭建射频开关;为了既要保证噪声系数又要保证一定的增益,选择两级放大的低噪声放大器;考虑到LC在高频的寄生效应,最终决定用高低阻抗线来实现抗镜像滤波器;为了保证下变频后信号良好的纯净度,选择带外抑制度很高的声表面波滤波器作为中频滤波器。而后,利用ADS仿真软件对关键模块进行仿真实现,并且成功完成了射频大功率开关、低噪声放大器、射频前端放大器、抗镜像滤波器、混频器、中频滤波器和自动增益控制电路的设计。通过调试,最终满足了整个系统的设计要求。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-12
  1.1 选题背景和意义  10
  1.2 TDD-LTE 的研究历史和现状  10-11
  1.3 本论文的主要内容和安排  11-12
第二章 无线通信系统中射频前端接收机设计原理  12-40
  2.1 现代接收机的原理与结构  12-14
    2.1.1 数字中频超外差接收机  12-13
    2.1.2 零中频接收机  13
    2.1.3 软件无线电接收机  13-14
  2.2 射频系统指标  14-17
    2.2.1 噪声系数和灵敏度分析  14-16
    2.2.2 输入三阶交调点和1dB 增益压缩点  16-17
  2.3 PIN 二极管的原理  17-18
  2.4 射频放大器的设计原理  18-22
    2.4.1 射频放大器的基本结构  18-19
    2.4.2 放大器增益的定义  19-20
    2.4.3 放大器稳定性分析  20-21
    2.4.4 放大器的匹配理论  21-22
  2.5 滤波器原理  22-31
    2.5.1 滤波器的类型  22-23
    2.5.2 滤波器的主要参数  23-24
    2.5.3 滤波器的传输函数  24-26
    2.5.4 低通原型滤波器参数  26-28
    2.5.5 低通滤波器的设计  28-30
    2.5.6 高低阻抗微带滤波器  30-31
  2.6 混频器原理  31-33
  2.7 自动增益控制电路原理  33-39
  2.8 本章小结  39-40
第三章 TDD-LTE 射频接收机系统及各模块的设计和仿真实现  40-72
  3.1 本论文设计的TDD-LTE 接收机的系统结构  40-42
  3.2 中频选择  42-44
  3.3 各模块的指标及系统链路预算分析  44-46
  3.4 射频大功率开关设计  46-50
  3.5 低噪声放大器设计  50-59
    3.5.1 低噪声放大器模块指标  50-51
    3.5.2 低噪声放大器仿真实现  51-59
  3.6 射频前级放大器设计  59-61
  3.7 抗镜像滤波器设计  61-63
  3.8 混频器设计  63-65
  3.9 中频滤波器设计  65-66
  3.10 自动增益控制电路设计  66-71
  3.11 本章小结  71-72
第四章 TDD-LTE 射频接收机调试过程及结果分析  72-86
  4.1 射频大功率开关的调试及结果分析  72-76
  4.2 低噪声放大器的调试及结果分析  76-80
  4.3 射频前端放大器的调试及结果分析  80-82
  4.4 抗镜像滤波器的调试及结果分析  82-83
  4.5 自动增益控制电路的调试及结果分析  83-84
  4.6 系统级联的调试及结果分析  84-85
  4.7 本章小结  85-86
第五章 结论和期望  86-88
致谢  88-89
参考文献  89-91
附录  91-93
攻读硕士学位期间的研究成果  93-94

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 接收设备、无线电收音机 > 接收机：按形式分
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