發(fā)布時間：2019-11-14 01:58

【摘要】：近幾年來,隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)浪潮的興起,全球移動通信數(shù)據(jù)流量和互聯(lián)設(shè)備呈現(xiàn)爆炸增長趨勢,面對2020年以后對超高數(shù)據(jù)速率及密度、超低延遲、海量互聯(lián)設(shè)備和超高移動性的需求,當(dāng)前的移動通信系統(tǒng)已不能滿足要求,因此對5G通信技術(shù)的研究應(yīng)運(yùn)而生,成為全世界通信領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。其中,毫米波頻段通信技術(shù)和大規(guī)模MIMO技術(shù)作為5G通信的關(guān)鍵無線傳輸技術(shù),以其在擴(kuò)展信道容量、提高傳輸速率、增強(qiáng)抗干擾能力、降低延遲等方面的巨大潛能而受到廣泛關(guān)注和研究。本文的研究任務(wù)來源于國家科技重大專項課題“毫米波頻段移動通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與驗證”中的毫米波大規(guī)模MIMO射頻系統(tǒng)的研究和設(shè)計。該系統(tǒng)工作于28GHz毫米波頻段,要求支持64通道和500MHz的信道帶寬,并以TDD模式工作。射頻系統(tǒng)主要分為天線陣列、毫米波前端陣列、中頻收發(fā)鏈路、本振源模塊和數(shù)字處理板,系統(tǒng)的接收機(jī)采用數(shù)字中頻結(jié)構(gòu),中頻中心頻率為2.75GHz。本文針對課題組所承擔(dān)的毫米波大規(guī)模MIMO射頻系統(tǒng)中的毫米波接收機(jī)前端進(jìn)行研究和驗證。根據(jù)射頻系統(tǒng)的總體指標(biāo)要求,確定了毫米波接收機(jī)前端所需達(dá)到的性能指標(biāo),在此基礎(chǔ)上結(jié)合器件特性,提出了使用諧波混頻和外部本振方案、具有鏡像對稱布局的雙通道毫米波接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)。該接收機(jī)前端主要完成毫米波接收機(jī)中的射頻信號接收、下變頻和中頻信號預(yù)處理的工作,包括了低噪放、混頻器、濾波器和中頻放大器等器件,射頻通帶27-29GHz,中頻信道2.5-3GHz。本文通過鏈路仿真驗證了設(shè)計的合理性,并對低噪放、濾波器等主要器件進(jìn)行設(shè)計和測試,最終實現(xiàn)了接收機(jī)前端實物。經(jīng)測試,該接收機(jī)前端在28GHz的接收增益大于26.5dB,500MHz帶寬內(nèi)增益平坦度小于0.8dB,噪聲系數(shù)小于4.3dB,輸入1dB壓縮點(diǎn)和三階互調(diào)阻斷點(diǎn)分別大于-21dBm和-11.2dBm,并有大于45dBc的鏡像抑制比,同時前端各端口反射系數(shù)均小于-10dB；本文還對接收機(jī)前端在窄帶和寬帶調(diào)制信號下的接收解調(diào)精度進(jìn)行了測試,得到50MHz帶寬內(nèi)QPSK、QAM16、QAM64和QAM256調(diào)制下的EVM小于3.4%、2.6%、2.3%和2.1%,250MHz和500MHz帶寬內(nèi)QAM16調(diào)制下的EVM小于5.1%和7%。測試結(jié)果表明該雙通道毫米波接收機(jī)前端具有良好的射頻性能和通道一致性,非常適合于大規(guī)模MIMO的應(yīng)用。研制的毫米波接收機(jī)已經(jīng)交付給客戶,并成功地在實際系統(tǒng)得到驗證。
【圖文】：

指豐不名稱邐指標(biāo)值逡逑中屯、頻率邐２８邋ＧＨｚ逡逑信道帶寬邐５００邐ＭＨｚ逡逑通道平坦度邐３邋ｄＢ逡逑通道數(shù)量邐６４逡逑最大總發(fā)射功率邐３０犯ｍ逡逑發(fā)射功率控制范圍邐３０邋ｄＢ逡逑接收噪聲系數(shù)邐＜５邋ｄＢ逡逑接收增益控制范圍邐－７０？３０邋ｄＢｍ逡逑雙工方式邐ＴＤＤ逡逑切換時間邐＜５邋ＵＳ逡逑２．２系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逡逑２．２．１系統(tǒng)總體方案逡逑￣￣￣￣￣

邐堿逡逑圖２－２超外差接收機(jī)結(jié)構(gòu)逡逑超外差接收機(jī)是一種經(jīng)典的接收機(jī)，也是最常用的接收機(jī)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖２－２逡逑所示。超外差接收機(jī)的關(guān)鍵器件是混頻器，射頻信號經(jīng)天線接收后，經(jīng)過帶通濾波器的逡逑頻帶選擇和低噪聲放大器放大，通過混頻器將射頻信號先下變頻到中頻，在中頻段對信逡逑號進(jìn)一步進(jìn)行信道選擇和放大，再使用解調(diào)器將中頻信號解調(diào)為基帶信號。超外差接收逡逑機(jī)主要有Ｗ下幾個優(yōu)點(diǎn)［１５］：逡逑１．
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN928

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本文編號：2560592