TD-SCDMA双频段接收机的设计与实现

摘要

随着社会的发展，社会信息化的程度也越来越高，移动通信系统作为社会信息化不可或缺的一部分，也在不断地、高速地演进着。1983年，由AT&T和Motorola开发的“高级移动电话系统”(AMPS)，在美国开通了第一家商用蜂窝系统，这被称为第一代模拟通信系统(1G)。时至今日，第三代移动通信系统(3G)已经在全球范围内被广泛使用，而由我国自主研发的第三代移动通信标准TD-SCDMA，也在国内逐步地普及。相信在不久的将来，3G会取代现有的2G或2.5G系统(GSM移动通信系统)，成为世界上最广泛使用的移动通信系统。作为我国自主研发的通信标准，TD-SCDMA以其频谱利用率高、支持多种通信接口、频谱灵活性强、系统性能稳定、与传统系统兼容性好、系统设备成本低等优点，成为现今世界三个第三代移动通信标准之一。就目前来说，国家为TD-SCDMA开放了1880～1900MHz(A频段)和2010～2025MHz(B频段)共35MHz的频率资源。
　　 本文简单介绍了通信系统射频前端接收机的设计原理，基于《YD-T1365-20062GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网无线接入网络设备技术要求》，设计并实现了一个TD-SCDMA双频段基站射频接收机，支持1880～1900MHz和2010～2025MHz两频段分时接收，同时适用于室内和室外射频单元。
　　 设计采用分布式双工器，平衡式低噪声放大器等技术，降低了对第一级滤波器的性能要求，实现双频段分时接收功能的同时保证了接收机的噪声性能。设计的过程中对影响接收机性能的主要因素进行分析，包括接收机的结构、噪声系数、动态范围、链路预算、中频和共站抗干扰等。利用CAD仿真软件对射频前端几个关键模块，即腔体双工器、低噪声放大器、射频放大器进行了仿真设计和验证。成功设计了腔体双工器、宽带低噪声放大器、射频放大器、混频器和可变增益放大器，验证了链路预算并满足设计要求。在实际的调试过程中，总结积累了一定的工程经验。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题背景，研究目的及意义

1.2TD-SCDMA的研究历史及现状

1.3本论文的主要内容

第二章 通信系统中射频前端接收机的设计原理

2.1现代接收机的结构和接收原理

2.2接收机的噪声系数与灵敏度分析

2.3 1dB压缩点(P1dB)和输入三阶交截点(IIP3)

2.4中频的选择与共站干扰

2.5 芯片选择及链路预算

2.6本章小结

第三章 预选滤波器的分析和实现

3.1滤波器的设计原理

3.1.1 概述

3.1.2复坐标中的零极点

3.1.3巴特沃斯响应

3.1.4切比雪夫响应

3.1.5椭圆响应

3.2低通原型滤波器及其参数

3.2.1 巴特沃斯低通原型滤波器

3.2.2切比雪夫低通原型滤波器

3.2.3椭圆函数低通原型滤波器

3.3频率与参数变换

3.3.1低通原型到低通转换

3.3.2低通原型到高通转换

3.3.3低通原型到带通转换

3.4腔体带通滤波器的设计

3.4.1 同轴腔滤波器的耦合结构

3.4.2同轴腔的输入输出耦合结构

3.4.3腔体间耦合与端口耦合的提取

3.5设计实例

3.5.1 谐振腔耦合系数与端口耦合的计算

3.5.2滤波器的单腔仿真

3.5.3 皆振腔间耦合系数的仿真

3.5.4输入输出耦合系数的仿真

3.5.5滤波器的整体综合及优化

3.6本章小结

第四章 低噪声放大电路及变频电路的设计和实现

4.1低噪声放大器的设计

4.1.1低噪声放大器的主要技术指标

4.1.2低噪声放大器的结构

4.1.3平衡式低噪声放大器的设计

4.2射频放大器的设计

4.3中频滤波器的设计

4.4混频器和可控增益放大器的设计

4.5本章小结

第五章 接收机关键模块的调试及测试结果

5.1腔体双工器的调试及测试结果

5.2低噪声放大器与射频放大器的调试及测试结果

5.3混频器、中频滤波器及可控增益放大器的调试及测试结果

5.4本章小结

第六章 结论与期望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果