无线通信射频收发系统的研究和设计

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1、摘要目前，射频电路有着广阔的应用市场。无论是民用还是军用，无线通信技术深刻地促进了人类通信方式的革新，随着通信系统信息容量的不断提高，射频技术在无线通信中占据着举足轻重的位置。射频技术的广泛应用，使得越来越多的领域需要射频人才，所以对射频收发系统的研究是非常必要的。本文主要针对射频收发系统的结构与组成，以ADS软件为设计工具与仿真软件，从系统和电路两部分进行了详细的分析和设计。在基本概念方面，讨论了射频收发系统的相关背景、设计理论及技术指标。在电路结构方面，独立地给出了天线(Antenna)、低噪声放大器(LNA)、混频器(Mi

2、xer)和微带滤波器(Micro—stripFilter)的设计，并对设计电路进行ADS(AdvancedDesignSystem)仿真，经过分析与优化仿真结果，得出符合设计指标的设计。其中，微带天线主要从优化反射系数方面设计了一个矩形微带天线。低噪声放大器选用ADS元件库中自带的AT41511BIJ模型管进行设计，确定晶体管工作点后，对S参数进行测量，通过设计匹配网络实现电路输入输出匹配，满足设计指标。根据电路的拓扑结构不同，可将混频器分为单平衡混频器和双平衡混频器。对混频器的研究也是从这两种结构开始。设计二极管单平衡混频器时

3、，用一个3dB的定向耦合器、晶体管和匹配电路实现，经仿真，得出耦合器的端口反射系数和端口间隔离度达到了设计要求。利用二极管构建的双平衡混频器工作在开关状态，性能优良，所以设计双平衡混频器时使用了四个二极管，经仿真得三个端口的频率响应不是很好，于是对三个端口电路进行匹配滤波，仿真结果显示三个端口之间的隔离度好，少有信号之间的泄漏。在对射频电路中滤波器电路进行研究设计时，采用两个普通微带线M1inl和五个平行耦合线Mcfil级联构成基本结构，初步仿真后，带内衰减和端口反射系数不符合设计要求，经优化后符合了设计指标。结合设计电路时用到

4、的器件参数和Agilent公司的射频仿真软件ADS的优势，实现了各部分电路的仿真设计，对设计的射频收发模块的性能进行了分析和测试。结果表明，借助ADS软件能降低设计成本、实现设计指标，可以有效地应用于对射频收发系统的设计。图【63】表【1】参【42】关键词：收发机；天线；低噪声放大器；滤波器；混频器：ADS分类号：(1--2)；安徽理工大学硕．J二学位论文AbstractRadiofrequencytransceivercircuitshaveaverybroadrangeofapplications．Aswecansee，no

5、tonlyincivilbutalsoinmilitaryfield，thedevelopmentofmobiletelecommunicaionandmobilecomputertechnologypushUStoanewenviorment．Withthedevelopinginformationcapacityofconmunicationsystem，RFcircitspayaveryimportantroleinradiocommunications．ForthewidelyapplicationsofRFtechno

6、logy，moreandmorefieldsneedRFspecialists，consequently，itisnecessarytodomuchresearchonRFtransceiversystemforwirelesscommunications．Inthispaper，accordingtothestructureandcompositionofRFtransceiversystem，Igiveadetailedanalysisanddesignfromtwopartsinthesystemandcircuitbas

7、edonthedesignandsimulationtools一—一ADSsoftware．Inthepartofthebasicprinciples，Italkoverthecorrelativebackgrounds、designtheoriesandtechniquedatasofRFtransceiversystem．Intheotherpartofelectricalarchitectures，Iindependentlygiveoutthedesignsofantenna、LNA、mixers、micro-strip

8、filters，simulatethedesigedcircuitsbasedonADS，analysisandoptiontheresults，comeouttherequireddesigns．Meanwhile，Idesignthemicro-stripa