无线通信系统中差分双频封装天线及宽带接收机研究与设计

摘要

随着无线通信的发展，移动终端已经发展成为个人智能设备。射频前端作为移动终端的重要组成部分，其向着小型化、多标准接入、低成本和高性能方向发展。封装天线是解决系统高集成度最有前景的方案，其研究受到了广泛的关注。同时，无线通信系统要求射频前端拥有宽频带和多频段工作的性能。因此，本文主要研究了差分双频封装天线和宽带的射频接收机。论文的主要内容如下:
　　 首先，介绍了差分双频封装天线的研究和发展现状、描述天线基本性能的几个重要参数，以及天线的数值分析方法。同时，介绍了典型射频接收机结构和技术指标。
　　 其次，提出了一种多层结构的差分双频封装天线(AiP)，主要研究了封装结构和T型缝隙对天线性能的影响。封装结构的引入激励了一个新的谐振点，使得天线实现双频工作，并提高了阻抗匹配性能。T型缝隙的引入优化了高频段的匹配性能并抑制了高次模对高频辐射性能的影响，使得高频方向图的分瓣现象得到了改善。测量结果表明，该天线工作于2.49GHz和5.8GHz，与仿真结果基本吻合，10dB相对带宽分别为1.61％(2.47～2.51GHz)和5.51％(5.67～5.99GHz)，且具有良好的辐射性能。
　　 最后，提出了一种采用零中频解调方式的宽频带接收机。该接收机采用LinearTechnology公司的LT5575和LT6600-20芯片实现解调、基带信号滤波和放大的功能。测试结果表明，该接收机实现了良好的宽带工作，工作带宽为1.2GHz(1.5GHz～2.7GHz)，并且在整个工作频段内实现较好的性能，解调信号的带宽为20MHz，接收机增益约为13dB，射频信号的最小接收功率为-25dBm。同时，本文采用GSM信号进一步测试了接收机的接收性能。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 无线通信系统中天线的研究现状

1．2．1 封装天线

1．2．2 差分天线

1．3 微带天线的双频技术

1．4 典型射频接收机的结构

1．4．1 超外差接收机结构

1．4．2 零中频接收机结构

1．5 本文的研究内容和主要贡献

参考文献

第二章 天线基础理论及接收机的技术指标

2．1 天线的基本参数

2．1．1 天线的输入阻抗、驻波比和回波损耗

2．1．2 天线的辐射方向图和方向性

2．1．3 天线的增益

2．1．4 天线的频带宽度

2．1．5 天线的极化特性

2．1．6 天线的效率

2．2 天线的数值分析方法

2．3 接收机的技术指标

2．3．1 噪声系数

2．3．2 灵敏度

2．3．3 动态范围

2．4 本章小结

参考文献

第三章 差分双频封装天线研究与设计

3．1 引言

3．2 差分双频封装天线研究与设计

3．2．1 差分天线的理论

3．2．2 天线的结构

3．2．3 天线的性能分析

3．2．4 测量结果及分析

3．3 本章小结

参考文献

第四章 宽带零中频接收机的研究和设计

4．1 引言

4．2 接收机的设计

4．2．1 接收机电路的总体设计

4．2．2 解调芯片的电路设计

4．2．3 滤波和放大电路的设计

4．3 接收机实际电路的测试和分析

4．4 本章小结

参考文献

第五章 天线和接收机的测量

5．1 天线的测量

5．1．1 天线S参数的测量

5．1．2 天线远场特性的测量

5．2 接收机的测量

参考文献

第六章 总结与展望

攻读学位期间取得的研究成果及参与科研的项目

致谢

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