文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
宽带数字收发机射频前端的设计与实现
姓名:付雷
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:黄秋元
20080401
摘要统无法满足现代通信的需求,如果将射频信号数字化称为收发系统发展首要问收发机是通信系统中不可缺少的一部分,而射频前端则是收发机的重中之重,应用十分广泛。在民用中,基站通信系统、车载通信系统都需要宽带射频前端。在军用中,以雷达为代表的导航系统同样对宽带系统有着广泛的需求。无论军用和民用,宽带射频技术在无线通信中都占据着日益重要的位置。随着技术的发展,特别是技术的提出,使得早前使用的模拟宽带收发系题。直接将射频信号数字化的技术仍然难以实现,但随着软件无线电理论的发展,将射频信号转换为可数字化的中频信号成为宽带数字收发机最为有效的方法,而射频前端的设计则是宽带数字收发机设计中的关键。本文借助基于低车幕臼辗⒒纳杓撇隹泶质辗⒒淦登岸说纳杓圃和设计方法。本文所研究的主要内容包括:岷媳究翁獾纳杓埔G螅ü喙胤治觯岢隽嗽诮邮栈糠植捎玫ブ频结构,在发射机部分采用直接上变频结构的收发机系统方案。这种结构不仅大大节约了成本,而且减小了电路占用面积,使得设计更为简约,降低了射频系统的复杂度,同时也最大限度的降低了设计成本。ü治龌鞠低车募际踔副辏ü砺鄯治觯范ㄏ低掣鞑糠值牟问需求,并结合当前芯片的发展水平,分别给出了单中频接收机和零中频发射机部分的芯片选型,并进行了相应的电路设计。瓿闪耸辗⑿呕岸薖板的仿真与优化设计。本课题实现了频段的射频电路板设计。考虑到射频系统的设计成本较高,产品周期较长,本文借助射频仿真软件砑允辗⒒低辰蟹抡妫橹は低车目尚行浴2在实际布板过程中,使用砑陨淦底杩共糠纸杏呕岣吡松淦敌阅埽并通过测试验证了设计的有效性。褂孟喙夭馐砸瞧鞣直鸲韵低车脑肷凳⒒サ骱投丝谧杩沟冉辛瞬试,测试结果验证了系统设计的氯沸裕匣鞠低车牟问G蟆关键词:收发机,基站,淦武汉理’喝搜妒宦畚
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日期:签名:—蝉独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留、送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。谢意。:
瞬℉信号放大卤淦礖瞬℉信号放大媳淦礖。W;徊J只第滦髀研究目的和意义在无线通信系统中,收发机的作用对无线信号进行处理的第一步。但为了避免直接处理无线通信中的射频信号,通常将射频信号转化为数字信号进行处理,这样的收发机被成为数字收发机。通常的数字收发机是将无线射频信号调制到中频频段,再从中频频段调制则正好相反,通过数字话提高收发机的性能。其结构如下图所示:图传统数字收发机信号处理流程随着软件无线电思想的提出,数字化处理;朝着尽可能靠近天线的方向发展,模拟电路逐步减少。/转换技术和大规模集成电路的发展使得数字中频采样收发机的实现成为现实。上图是中频数字接收机的原理框图,从图中可以看出,中频接收机比最初到基带进行处理,通过ɑ藕抛;J中藕拧6⑸浠拇砹鞒图现代数字收发机信号处理流程的接收机结构少了基带下变频部分,而发射机部分也更为简单了,数字中频采样收发机相比较基带数字化收发机,它具有如下特点【:武汉理搜妒垦宦畚数字信号处理敦字信/珹,琟
国内外现状与动态可靠性高。由于模拟器件的电器特性不一致,会造成陆涣铰沸藕欧嗖平衡。而数字化处理不需要模拟元件在中频上进行正交解调,从而避免了模拟电路带来的影响。而且数字电路受温度环境的影响小,性能一致性远高于模拟电路。此外,高采样率改善了信噪比,收发机动态范围也可以大为提高。集成度高、灵活性好。集成电路技术的高速发展,使得数字中频收发机的数字处理功能完全可以由规模非常小的可编程的高集成度电路来实现,如。这样就不需要外部独立的模拟解调电路,省去模拟乘法器、模拟锁相环等模拟电路,从而降低收发机的体积。另外可编程数字电路实现简单,可以针对不同的任务,不同的传输速率,不同的调制方式,不同的设计算法,随时进行配置,更新和功能的扩展,从而减少实现、维护、测试的工作量,节约成本。对器件要求较高。数字中频采样收发机较高的采样率对转换器的转换速率、上作带宽和动态范围都提出了更高的要求。