本文關(guān)鍵詞： 發(fā)射機 寬帶 Ku波段 5G　出處：《東南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：低頻段存在各種通信標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議,頻譜資源正變的越來越緊缺,而高頻段擁有豐富的可用頻譜資源以及更大的連續(xù)帶寬,研究更高頻率、更大帶寬的通信系統(tǒng)是大勢所趨。在此背景下,本設(shè)計的重點在于研制工作于Ku波段的,帶寬達到1GHz的超寬帶移動通信射頻發(fā)射機。1)根據(jù)系統(tǒng)的要求,通過仔細分析無線通信射頻系統(tǒng)設(shè)計中常見的一些考量,包括調(diào)制與載波方案,射頻收發(fā)信機結(jié)構(gòu),射頻電路存在的固有缺陷對射頻性能的影響等,確定了發(fā)射機的系統(tǒng)方案,進行了組合頻率仿真、鏈路預(yù)算與增益分配,確定了各個模塊的實現(xiàn)方案,為射頻系統(tǒng)的整體設(shè)計提供了參考依據(jù)。2)根據(jù)系統(tǒng)方案和模塊方案,研制了發(fā)射機中的各個模塊,包括中頻本振、正交調(diào)制器、SIW濾波器、鏡像抑制上變頻器以及功率放大器等。其中,中頻本振模塊采用鎖相環(huán)結(jié)構(gòu),本振頻率為1.6GHz,使用外部參考鎖定的方式方便收發(fā)系統(tǒng)同步。調(diào)制器模塊采用I/Q單端基帶接口,經(jīng)差分放大器轉(zhuǎn)換為差分信號送入正交調(diào)制器,外加直流偏壓電路,實現(xiàn)本振抑制。上變頻器模塊采用鏡像抑制技術(shù),并設(shè)計了一款SIW結(jié)構(gòu)的射頻濾波器,以獲得良好的帶外抑制效果。功率放大器模塊采取了適當(dāng)?shù)耐獠枯斎肫ヅ?起到補償和均衡的作用,使得功放整體平坦度小于3dB。各模塊的測試均比較理想。3)將研制的各個模塊組合成一個完整的Ku波段發(fā)射機,開展了較詳細的測試。結(jié)果顯示,工作頻率為13.5GHz-14.5GHz,模擬帶寬達1GHz,發(fā)射機發(fā)射頻譜無明顯雜散,APC動態(tài)范圍超過50dB,最大輸出功率達到33dBm,發(fā)射機中頻子系統(tǒng)平坦度小于1.5dB,射頻前端平坦度小于2.5dB。還對收發(fā)信機的整體調(diào)制精度進行了測試,滾降因子設(shè)為0.25,BPSK調(diào)制800Msps碼率的EVM約0.33,BPSK調(diào)制400Msps碼率的EVM 約 0.11,QAM16 調(diào)制 400Msps 碼率的 EVM 約 0.08,QAM16 調(diào)制 200Msps 碼率的 EVM 約 0.04,QAM64 調(diào)制 100Msps 碼率的 EVM 約 0.03,QAM128 調(diào)制 1OMsps 碼率的EVM約0.02,測試結(jié)果表明該收發(fā)機滿足使用要求。研制的發(fā)射機已經(jīng)交付給客戶使用。
[Abstract]:There are a variety of communication standards and protocols in the low frequency band, and the spectrum resources are becoming more and more scarce, while the high frequency band has abundant available spectrum resources and more continuous bandwidth to study higher frequency. The communication system with larger bandwidth is the trend of the times. Under this background, the emphasis of this design lies in the development of Ku-band. According to the requirements of the system, some common considerations in the design of wireless radio frequency system, including modulation and carrier scheme, are carefully analyzed. The structure of RF transceiver and the influence of inherent defects of RF circuit on RF performance are determined. The system scheme of transmitter is determined, and the combined frequency simulation, link budget and gain allocation are carried out. The implementation scheme of each module is determined, which provides a reference for the overall design of RF system. 2) according to the system scheme and module scheme, each module in the transmitter, including if local oscillator, is developed. The quadrature modulator has a SIW filter, a mirror rejection upconverter and a power amplifier. The intermediate frequency local oscillator module uses a phase-locked loop structure with a local oscillator frequency of 1.6 GHz. The modulator module adopts I / Q single terminal baseband interface, which is converted into differential signal by differential amplifier and fed into quadrature modulator, plus DC bias circuit. Local oscillator suppression is realized. The upconverter module adopts mirror image suppression technology, and a RF filter with SIW structure is designed. In order to obtain a good out-of-band suppression effect. The power amplifier module takes appropriate external input matching, plays the role of compensation and equalization. The overall flatness of power amplifier is less than 3 dB. The test of each module is ideal. 3) the developed modules are combined into a complete Ku-band transmitter, and more detailed tests are carried out. The results show that. The operating frequency is 13.5GHz ~ 14.5GHz, the analog bandwidth is 1GHz, and the transmitter emission spectrum has no obvious spurious APC dynamic range of more than 50dB. The maximum output power is 33dBm, the if subsystem flatness is less than 1.5dBand the RF front-end flatness is less than 2.5dB.The overall modulation accuracy of transceiver is also tested. The rolling factor is set to 0.25 BPSK modulation 800Msps code rate EVM about 0.33 BPSK modulation 400Msps code rate EVM about 0.11. QAM16 modulates 400Msps with a EVM of about 0.08 and QAM16 modulates the EVM of 200Msps about 0.04. The EVM of 100Msps modulated by QAM64 is about 0.03and QAM128 modulates the EVM of 1OMsps. The test results show that the transceiver meets the operational requirements and the developed transmitter has been delivered to the customer.
【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】：2017
【分類號】：TN929.5;TN830

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本文編號：1450492