Ka波段FDD/TDD链路机可重构中频子系统设计

摘要

当今社会是以信息技术为主导的，通信技术的发展为信息社会提供技术基础。但是随着通信技术的飞速发展，微波频段的频谱资源变得日益紧张，而毫米波频段具有丰厚的频谱资源。毫米波通信系统也具有传输带宽宽，数据容量大的特点。近年来成为了各国研究的热点。本文讨论Ka频段毫米波通信射频前端系统，设计并实现了可重构中频子系统。本套射频系统在中频控制模块的控制下，可以完成FDD和TDD两种通信制式切换或同时工作，各条信号链路的开关与切换，增益控制，不同信道带宽切换，链路功率检测的功能。
　　本文首先介绍几种常用的收发机结构，然后根据本系统特点选择两级变频的超外差结构。根据中频子系统要完成的指标和功能，设计模拟射频链路和数字控制电路总体架构。之后进行各具体功能模块电路设计，芯片选型，原理图电路设计，PCB电路板及腔体的加工，各链路性能验证。最后给出中频子系统各收发链路性能测试结果。并最终给出整个射频前端模块的测试结果，验证了中频子系统能够确保前端模块正常工作，达到要求的各项系统指标。
　　可调滤波器作为可重构系统的重要部分，工程上比较成熟的就是开关切换方案。本文对微带带宽可调滤波器进行了一定的探索工作。在系统的两个中频频点，140MHz和1.25GHz分别设计并实现了微带可调滤波器。基于变容二极管和微带结构的可调滤波器具有调谐速度快，插损小，成本低的特点。通过奇偶模分析可调多模谐振器的谐振器结构和理论推导谐振器的零极点位置来设计满足要求的带宽可调滤波器。整个微带带宽可调滤波器设计过程具有一定的创新性，为今后系统的改进创新提供了技术基础。

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第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 相关领域研究现状

1.3 本文研究的主要内容

1.4 论文的组织与安排

第二章 现代收发机基本结构与关键指标分析

2.1 现代收发机基本结构

2.2 通信射频收发机系统基本指标分析

2.3 本章小结

第三章 系统指标与系统方案设计

3.1 系统指标

3.2 系统方案

3.3 频率规划

3.4 可重构中频子系统方案

3.5 本章小结

第四章 可重构中频子系统设计

4.1 射频模块设计

4.2 控制模块设计

4.3 电路板及腔体设计

4.4 FDD/TDD收发链路测试结果

4.5 可重构中频子系统EVM测试

4.6 毫米波系统测试

4.7 本章小结

第五章 微带可调滤波器设计

5.1 滤波器设计原理及方法

5.2 多模谐振器分析方法

5.3 基于三模谐振器设计的中心频点固定带宽可调滤波器

5.4 基于四模谐振器设计的中心频点固定带宽可调滤波器

5.5 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 中频子系统总结与展望

6.2 可调滤波器总结与展望

致谢

参考文献

攻硕期间研究成果