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《山西大学》 2010年
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集成射频接收前端协同设计的关键技术研究

马润波  
【摘要】: 无线通信在现代生活中扮演着非常重要的角色。随着民用通信市场的迅猛发展,对高性能无线设备的需求不断增加。射频前端作为实现无线通信的关键部分,其能否实现小型化、高性能、低功耗一直是设计中关注的重点。协同设计对射频前端多个组件进行统一考虑,可以减少器件的数目,从而减小系统体积和重量,降低射频系统的成本;同时通过整合电路的功能,可提高器件的可配置性和综合利用率,减少由于匹配电路带来的损耗,减小功耗。本学位论文主要研究射频接收前端协同设计中的一些关键技术,包括天线、滤波器和低噪声放大器以及这三个组件在连接界面的端口特性以及功能整合,主要完成了以下研究内容: 提出一种利用耦合SIR设计的滤波器,并建立了其传输线模型,通过分析得到了结构参数和端口特性之间的关系,根据阻抗匹配原则,给出了特定端口阻抗要求下滤波器各参数的确定方法。最后,通过设计实例验证了设计方法的有效性; 提出了一种基于SIR结构的小型化双频天线,建立了两种传输线模型,并用模型得到了天线的工作频率以及天线输入阻抗和天线结构参数的关系式。通过一个小型化双频天线的设计和实测验证了设计方法的可行性; 提出了将双频LNA与输入、输出的BPF进行协同设计的基本思想,研究了二者之间的协同设计方法,给出了设计理论,并通过一个1.57/2.4 GHz双频BPF+LNA+BPF的设计实例验证了设计理论,最后给出了协同设计电路在LTCC工艺下的具体结构。结果表明,协同设计能够在实现相同性能的前提下,大大减少电路中的元器件数量,有利于实现小型化,提高集成度,还能够降低由此带来的损耗,降低成本。 根据网络理论,研究了任意夹具下对称器件的校准问题,提出了一种仅用三次测量就可以完成在任意夹具下对称被测件的校准新方法,并从理论上证明了该方法的有效性。该方法通过测量两次标准件和一次被测件,就可以同时确定被测件和夹具的特性,还可用于单端口器件的测量。最后用对实际器件的测量结果验证了方法的有效性。结果表明,该方法在减少一次测量次数的条件下,能够获得与标准TRL方法相同的测量精度。另外还研究了通过实测和校准获得实际晶体管的S-参数的方法,并将得到的S参数用于实际电路的设计,得到了较好的设计结果。
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN850

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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