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硕士2四GHz接收机模拟前端的设计与实现.doc

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硕士2四GHz接收机模拟前端的设计与实现.doc

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硕士学位论文

学科、专业名称:电子与通信工程
研究方向:雷达接受机
DissertationSubmittedto
WuhanUniversity
-end
By
JinhuaWang
DissertationSupervisor:ProfessorYunhuaRao
SchoolofElectronicInformation
WuhanUniversity
Wuhan,Hubei,
April,
郑重声明
本人的学位论文是在导师指引下独立撰写并完毕的,学位论文没有抄袭、抄袭、造假等违背学术道德、学术规范和侵权行为,否则,本人乐意承当由此而产生的法律责任和法律后果,特此郑重声明。
学位论文作者(签名):
摘要
由于射频部分要解决的是宽带的高频模拟信号,如何实现高频时的匹配和满足实际的性能指标是本课题设计的难点,,基于max2829的RF方案,完毕了模拟前端的具体实现,最后结合项目实际需要对超外差二次变频方案进行了设计和仿真。
一方面,、意义及其研究现状。
另一方面,,简介了常用接受机构造,分析了这些接受机的优缺陷及其合用场合,然后简介了接受机模拟前端的重要技术指标。
再次,根据常用接受机的构造和实际的设计需要,,在理论上分析了所采用的接受机的性能指标,并实现了接受机模拟前端和对模拟前端的调试。测试成果表白该系统基本满足了基带对模拟前端的规定。
最后,结合超外差二次变频接受机构造的长处,对超外差二次变频方案进行设计与仿真,对核心模块作了进一步的理论分析,给出了其性能参数及其设计措施,并使用ADS对接受机系统中的核心模块进行了设计和仿真。
核心词:接受机模拟前端零中频低噪声放大器
ABSTRACT
AstheRFsectiontodealwithisthebroadbandhigh-frequencyanalogsignal,-IFarchitecturereceiverbymax2829RFprogram,tocompletetheconcreterealizationoftheanalogfront-endforthewidebandreceiveranalogfront-,atlast,wedesignandsimulatethesuperheterodynedoubleconversionprogramaccordingtheactualneedsofporject.
Firstly,thepaperintroducesabriefbackground、。
Secondly,,abriefintroductiontothecommonreceiverstructure,thepaperanalyzetheadvantagesanddisadvantagesofpossibleapplicationsofthesereceivers,andthendescribesthemaintechnicalindicatorsofthereceiveranalogfront-end.
Again,accordingtothecommonreceiverstructureanddesignneeds,giventhestructureofthebroadbandreceiveranalogfront-,andthepapertheoreticallyanalyzetheperformanceofthereceiverandthereceiveranalogfront-endandanalogfront--end.
Finally,combingtheadvantagesofthesuperheterodynedoubleconversionreceiverarchitecture,wedesignandsimulate
Superheterodynedoubleconversionprogramandmadeanin-
gaveitsperformanceparametersanditsdesignmethod,butalsodidusethetheADStoolssoftwarekeymodulesinthereceiversystemdesignandsimulation.
Keywords:Receiver;Analogfront-end;Zero-IF;Low-noiseamplifier
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章绪论 1
1
2
3
第二章模拟接受机 4
4
4
6
8
10
11
12
12
13
14
20
第三章基于max2829模拟前端的设计 22
24
25
27
27
28
30
第四章基于max2829模拟前端的具体实现 33
33
34
37
37
38
第五章超外差构造接受机模拟前端设计 41
41
42
43
45
45
50
第六章总结和展望 53
参照文献 54
道谢 57
第一章绪论

近几年来,随着无线通信的蓬勃发展,使得无线通讯技术的研究也日渐进一步。随着某些技术特别是超大规模集成电路技术、微电子技术、射频技术、计算机技术、嵌入式系统、数字信号解决技术、网络技术的飞速发展,使得便携式设备以其便携性越来越受到了人们的青睐,例如:具有高性能的DSP解决机等。
随着着信息技术的飞速发展,信息交流越来越频繁,人们对计算机的依赖也迅速增长,通信的需求扩大,顾客要互连的计算机数量迅猛增长,其存在类型也更加复杂。通信量的迅速增长增进着网络技术和通信技术的发展,人们可以根据不同需求从而选择不同的网络方案,人们可以自由的选择不同的网络方案,但是对于老式的有线网络由于受环境条件或设计的制约,特别是当波及到的有线网络需要移动和重新布局时,有线网络的缺陷就会体现出来,在地理、逻辑和资金方面会存在一系列的棘手的难以解决的问题。因此考虑发展具有可实行的无线通信将它作为对既有数据互换连接的扩大部提成为了一种必要。
随着个人通信数据的迅猛发展,人们对于无线通信网络需求也不断提高,迫切但愿打破数据通信受地区和客观条件制约,从而可以“实现任何人在任何地方、在任何时候与任何其她人可以进行任何样方式的通信”。通信方式由有线向无线,由固定向移动,由单一业务向多媒体业务发展是对传记录算机网络和通信网络的规定,无线局域网(WLAN)作为个人通信的重要构成部分,掀起移动通信的新的浪潮,可以看见在现实以及将来的社会中其必将得到非常广泛的应用。
无线局域网浮现的时间比较早,最早可觉得在1971年由夏威夷大学开发的基于封包式的AlohaNet。为了克服因地理环境恶劣而导致的网络布线困难,而采用无线电台来替代电缆线。但是其原则化工作起始于20世纪80年代的末期,IEEE802的委员会在
,,并于1990年接受了NCR公司有关“CSMA/CD的无线媒体扩大”提案,委员会负责并制定物理层以及控制(MAC)合同媒体访问原则。随后,,。在1997年6月26日,,并在1997年11月26日发布该原则。
从1998年开始,,-,而传播速率可达1-,欧洲成立了高速无线局域网(HiperLAN)的原则化组织,--。1997年原则化组织完毕HiperLAN-1原则的制定,--。其中,-,最大的输出功率为200mW;-,其最大的输出功率为250mW;-,输出功率最大为1W。,在传播速率上人们的需要得不到满足,,这两种原则容许通过的最大传播速率为54Mbps和11Mbps。6月,,,容许最大的传播速率为54Mbps。同步,HiperLAN-2原则也制定已经完毕,,其工作于5GHz频段,最大的传播速率为54Mbps。

近年来,无线数字通信技术的应用正越来越广泛,而接受机作为通信系统的重要构成部分,而其正面临着一系列的问题,如高集成度、工作频率、低电压、低价格、低功耗的挑战和问题。模拟前端作为接受机的重要构成部分,要想提高接受机的集成度,提高接受机中模拟前端的集成度就变得很核心。目前常用的接受机模拟前端构造有超外差、零中频、低中频、宽带中频和镜像克制接受机等、数字中频接受机也在设计中得到逐渐应用。
,而在宽带接受机硬件电路实现的难点是模拟前端射频电路的设计。
模拟前端射频电路的设计就是要对电磁信号的电路进行设计,当信号的频率达到GHz以上时,构成电路的元件以及传播线的尺寸与电磁信号的频率的波长相近或相称。这时候就不能忽视信号在传播的过程中的滞后、趋肤[1]:清华大学出版社,.
、辐射效应的影响。这时就不能用低频集总参数设计措施这种老式的措施去设计电路了。与此同步,高频谐波部分很容易通过元件或电路板辐射出去,从而对其她设计模块会产生一定的噪声或者干扰。对于“高频”效应所导致的负面影响我们是要限制的,如:串扰、信号污染尚有寄生的效应等。
再者,随着无线通信技术迅猛发展,传播数据的数据量也越来越大,因此这样移动通信系统会对移动通信设备的规定更高,更新。在带宽的加大和提高最后产品功能市场需求的推动下,目前的设计需要有更高的频率范畴,复杂性也不断提高。目前无线移动通信信道状况相称恶劣,这也对设计射频级提出了比较严格的性能指标规定,需要达到对低噪声、好的信号选择性、高动态范畴以及低功耗的规定就必须通过复杂电路的设计来实现。
频率的更高范畴,增长了射频级电路的设计难度。于此同步,无线移动通信终端设备的趋于小型化,用在移动终端通信设备射频电路中的晶体管和集成电路用得少,使得射频级电路设计成为宽带接受机设计的重要难点之一。归结起来有:
由于基带可以完全使用成熟的数字集成电路,而模拟前端集成的射频电路目前还处在发展的阶段,有些器件还需要外部予以,例如电感无法完全集成;模块与模块存在匹配问题,这些都会给设计导致某些困难。
既有的设计射频芯片问题,使得射频系统的设计无论是在系统级还是在电路级总是有冗余,效率不高。

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