軟件無線電接收機中寬帶射頻前端和頻率合成器的研究.pdf

1、出于對性能和成本的追求，面對迅猛發(fā)展的無線通訊終端市場，可為不同通訊標準的多模式，多頻段無線終端提供單一平臺解決方案的軟件定義無線電(Software-Defined Radio)概念得到了學術(shù)界和工業(yè)界的極大關(guān)注。本文以軟件無線電接收機的芯片實現(xiàn)為基本目標，對適用于其中的寬帶射頻前端電路和頻率合成器進行了分析和設(shè)計。主要研究內(nèi)容包括：
　　 第一章首先回顧了軟件定義無線電概念的提出以及其理想物理實現(xiàn)所遇到的困難，接著敘述了基于

2、當前半導體工藝水平可能的實現(xiàn)方法．基于此，本論文分析了目前主流的無線收發(fā)機架構(gòu)，對比了其各自的優(yōu)劣以及對于軟件無線電系統(tǒng)要求的可適應性。在選擇了零中頻作為合適的架構(gòu)基礎(chǔ)上，本文進一步分析了接收機信號鏈路上各子系統(tǒng)模塊對于收發(fā)機系統(tǒng)多模式可重構(gòu)性需求所可以采用的系統(tǒng)架構(gòu)和具體電路實現(xiàn)。
　　 第二章著重論述適用于軟件無線電接收機的寬帶射頻前端電路設(shè)計技術(shù)。在對近年來的主流實現(xiàn)方式進行了介紹之后，本文從基本的電路結(jié)構(gòu)出發(fā)，對可行的電

3、路結(jié)構(gòu)逐一分析其利弊，并給出具體的電路實現(xiàn)和測試結(jié)果。并在對之前提出結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)效果進行全面分析的基礎(chǔ)上進一步拓展思路，提出一系列頗具創(chuàng)意的漸進演變電路。最終的設(shè)計包括一種基于電容互耦合技術(shù)的0.9～10GHz超寬帶放大器，一種新穎的寬帶低噪聲放大器與混頻器融合前端，一種增益數(shù)字可控的無電感寬帶低噪聲放大器，一種增益數(shù)字可控的無電感單端輸入差分輸出寬帶低噪聲放大器，一種基于電容峰振技術(shù)的可覆蓋0.8-5GHz的無電感單端輸入差分輸出寬帶低

4、噪聲放大器以及一種以0.18um SiGe工藝實現(xiàn)的可覆蓋0.8-6GHz全軟件定義無線電接收機頻段的無電感單端輸入差分輸出寬帶低噪聲放大器。
　　 第三章論述了寬帶頻率合成器設(shè)計方面的工作。本論文首先回顧了可用于實現(xiàn)寬頻帶覆蓋范圍的頻率合成器架構(gòu)，對其各自的優(yōu)劣進行了分析，并給出了近年來主流的基于寬帶分數(shù)N分頻鎖相環(huán)和后合成器的架構(gòu).基于此架構(gòu)，本論文對一個工作于3～4GHz的具有數(shù)字頻率校正的寬帶分數(shù)N分頻器鎖相環(huán)進行了系統(tǒng)

5、級設(shè)計和具體電路子模塊的實現(xiàn)。該頻率合成器的整體系統(tǒng)性能仿真顯示其可輸出3～4GHz的寬頻信號，最小頻率分辨率約為75Hz，帶內(nèi)相位噪聲約為-80dBc/Hz，帶外相位噪聲在1MHz頻率偏移處約為-116dBc/Hz，雜散低于-50dBc，一次頻帶切換時間約為36us。仿真結(jié)果表明本論文所設(shè)計的頻率合成器能較好的滿足軟件無線電接收機系統(tǒng)對于其帶內(nèi)主要無線通訊標準本振信號的要求。
　　 第四章給出了對于之前工作的總結(jié)，并對未來用于