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宽带接收机前端非线性的盲辨识与数字后补偿方法

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通信学报 2011年第4期32卷 119-125页

作者：彭隽马洪金江胡啸彭亮张辉郭妩君华中科技大学电子与信息工程系湖北武汉430074 武汉光电国家实验室(筹) 湖北武汉430074

提出了一种基于Volterra模型的实时非线性数字后补偿方法。考虑到接收机难以事先获知输入信号的特点,设计了"大信号频率外总功率最小"的盲辨识准则,自适应地调整模型参数以拟合出与接收机非线性失真特性互逆的传递函数。对多频与16QAM... 详细信息

提出了一种基于Volterra模型的实时非线性数字后补偿方法。考虑到接收机难以事先获知输入信号的特点,设计了"大信号频率外总功率最小"的盲辨识准则,自适应地调整模型参数以拟合出与接收机非线性失真特性互逆的传递函数。对多频与16QAM调制输入信号的实测结果表明,该方法可使工作于非线性区的高效率接收前端的无杂散失真动态范围(SFDR)提升近26dB,并大幅提高了对微弱信号的检测能力。

关键词：接收机前端高功率效率非线性系统盲辨识数字后补偿

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42GHz波段接收机前端的设计与研制

微波学报 2013年第3期29卷 6-9,39页

作者：张柳洪伟陈继新陈喆东南大学信息科学与工程学院毫米波国家重点实验南京211100

伴随着无线通信技术日新月异的发展,人们对宽频带、高速率、大容量通信系统的需求也日益增大。毫米波由于自身具有波长短、传输容量大等优点,日益受到研究人员的广泛关注和青睐。本文针对42GHz频段点对点高速通信应用,设计研制了该频段... 详细信息

伴随着无线通信技术日新月异的发展,人们对宽频带、高速率、大容量通信系统的需求也日益增大。毫米波由于自身具有波长短、传输容量大等优点,日益受到研究人员的广泛关注和青睐。本文针对42GHz频段点对点高速通信应用,设计研制了该频段的毫米波接收机前端。该前端由三级低噪声放大器(LNA)、一级混频器和一个基片集成波导(SIW)镜像抑制滤波器构成。射频(RF)信号工作在40.8GHz～42.8GHz频段内,中频(IF)固定在3.5GHz。测试结果显示,在工作频段内其变频增益大于15dB,射频输入功率1dB增益压缩点不低于-30dBm,接收机前端的噪声系数(NF)小于6dB。

关键词：接收机前端 Q波段基片集成波导

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CMOS蓝牙接收机前端的设计

微电子学 2006年第2期36卷 237-240页

作者：唐学锋王文骐詹福春徐亮上海大学通信与信息工程学院上海200072

采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,设计了一个全集成2.4 GHz低中频蓝牙接收机前端,包括低噪声放大器(LNA)和混频器(Mixer)。LNA采用源极电感负反馈差分结构,混频器采用吉尔伯特(Gilbert)有源双平衡结构。在2.5 V工作电压下,整个接收机前端增益... 详细信息

采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,设计了一个全集成2.4 GHz低中频蓝牙接收机前端,包括低噪声放大器(LNA)和混频器(Mixer)。LNA采用源极电感负反馈差分结构,混频器采用吉尔伯特(Gilbert)有源双平衡结构。在2.5 V工作电压下,整个接收机前端增益22.5 dB,噪声系数6.3 dB,三阶输入截止点-15.3 dBm,功耗38.4 mW。

关键词：蓝牙低噪声放大器混频器接收机前端 CMOS

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超宽带接收机前端关键模块电路的研究与设计

超宽带接收机前端关键模块电路的研究与设计

作者：王禹南京理工大学

学位级别：硕士

近二十年无线通信系统的发展厚积薄发,各种无线通信标准和协议如雨后春笋般不断涌现,这对无线通信设备的兼容性提出了更高的要求,而其中尤为重要的一方面就是工作带宽。信道带宽的增大,一方面可以提高数据传输速率,另一方面也可以使无... 详细信息

近二十年无线通信系统的发展厚积薄发,各种无线通信标准和协议如雨后春笋般不断涌现,这对无线通信设备的兼容性提出了更高的要求,而其中尤为重要的一方面就是工作带宽。信道带宽的增大,一方面可以提高数据传输速率,另一方面也可以使无线设备兼容更多的通信标准和协议。除此之外,超宽带技术还具有空间分辨率高、多径衰落小、抗干扰能力强以及等效功耗低等优点,因此超宽带是未来无线通信设备发展的重要趋势。接收机前端模块作为接收机的关键一环起着至关重要的作用,本文主要以超宽带接收机前端关键模块电路为核心进行研究,针对超宽带低噪声放大器和超宽带混频器现阶段面临的问题进行深入分析,并进行电路设计与改进。具体研究内容如下:首先,为了解决低噪声放大器中电阻负反馈结构导致的性能指标相互制约的问题,本文设计了一种工作在C-Ku波段的超宽带低噪声放大器,用加入反馈电感来引入新零点的方法解决了负载电容导致的带宽与增益等指标相互制约的问题,能够在较大的带宽条件下实现良好的性能。同时还利用T型匹配网络对第一级放大电路的输出阻抗和第二级放大电路的输入阻抗进行共轭匹配,以达到最大功率传输,最后利用源级跟随器构成输出缓冲器来稳定输出阻抗。本设计基于三安光电0.25 um GaAs pHEMT工艺,版图后仿真结果证明所设计的超宽带低噪声放大器在6-18GHz的频带范围内,噪声系数为1.7-3.2dB,最大增益15dB,增益平坦度满足±1dB,输入输出反射损耗均低于-10dB。其次,为满足下一代全集成接收机的需要,利用45 nm CMOS SOI工艺设计了一种工作在K-Ka波段的超宽带接收机前端模块,该模块由一个超宽带低噪声放大器和一个超宽带混频器构成,采用类似前章引入新零点的技术的同时,还利用基于共源级放大器的单端输入转差分输出的结构解决了在不加入巴伦等损耗器件的前提下实现单端式低噪声放大器与双平衡式混频器级联的问题。此外通过引入一对差分电感解决了混频器的节点寄生电容对电路性能造成的恶化,在宽带条件下实现了良好的性能。版图后仿真数据表明最终所设计的超宽带接收机前端模块工作在20-40GHz的频带范围内,噪声系数为4.2-7dB,最大增益为26.7dB,且增益平坦度仅为±0.5dB,输入、本振、输出端口的反射损耗均低于-13dB。同时,中频端口到射频端口的反向隔离度达到-80dB以下,而其他端口之间的隔离度则均达到了-230dB以下。

关键词：超宽带低噪声放大器混频器接收机前端阻抗匹配

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半集总参数高灵敏度接收机前端系统的研究

半集总参数高灵敏度接收机前端系统的研究

作者：孙欣电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的高速发展,人们对接收机的灵敏度和抗干扰能力提出了越来越高的要求。高温超导接收机因其卓越的性能受到了广泛的关注。本文首先介绍了超导材料的发展历程和发展趋势,对课题的背景和难度进行了详细的阐述。然后... 详细信息

随着无线通信技术的高速发展,人们对接收机的灵敏度和抗干扰能力提出了越来越高的要求。高温超导接收机因其卓越的性能受到了广泛的关注。本文首先介绍了超导材料的发展历程和发展趋势,对课题的背景和难度进行了详细的阐述。然后论述了高温超导接收机前端系统及其关键部件的基本理论,并给出了课题指标和方案。接着结合所确定的指标设计了一个准椭圆函数高温超导滤波器、一个切比雪夫函数高温超导滤波器和一个低温低噪声放大器。最后,给出了接收机前端系统的测试结果,并对测试结果作出了详细的分析。本课题所研制的前端系统主要由前置高温超导滤波器和低温低噪声放大器组成。系统工作于液氮温区,工作频率为VHF波段。由于频率较低,本课题的难度主要体现在以下两个方面:第一,常规结构的滤波器尺寸过大,很难在2英寸的超导基片上实现;第二,由于温度和频率都比较低,E-PHEMT低噪声晶体管反射性能和稳定性都比较差。针对以上问题,在高温超导滤波器的设计中采用了半集总参数思想,从而有利于缩小滤波器的物理尺寸;在低温低噪声放大器的设计中采用了串联负反馈、并联负反馈和电阻性负载的方法,以改善其反射性能和提高稳定性。最终研制出半集总参数高灵敏度接收机前端系统样机,在74K工作温度下,测得通带为290MHz～294MHz,通带内噪声系数＜0.7dB,增益23.7dB,反射系数＜-12dB,最小可检测信号-107.3dBm,系统动态范围96.3dB,偏离中心频点±9MHz处的带外抑制大于40dB,体现了高温超导接收机高灵敏度和带外强抗干扰能力的优势。

关键词：接收机前端半集总参数高温超导滤波器低温低噪声放大器

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探地雷达接收机前端研制

探地雷达接收机前端研制

作者：王亚平电子科技大学

学位级别：硕士

无载波冲激脉冲体制的探地雷达因为形成脉冲比较简单、成本低廉、勘察速度快、无频域旁瓣干扰等特征,在商用探地雷达市场上应用极其广泛。探地雷达普遍用于水利气象、资源勘察、道路桥梁质量检测等诸多方面。研制出可靠性高、成本低的... 详细信息

无载波冲激脉冲体制的探地雷达因为形成脉冲比较简单、成本低廉、勘察速度快、无频域旁瓣干扰等特征,在商用探地雷达市场上应用极其广泛。探地雷达普遍用于水利气象、资源勘察、道路桥梁质量检测等诸多方面。研制出可靠性高、成本低的接收机对探地雷达的商业应用具有重要意义。本论文的主要内容及任务是研制探地雷达的接收机前端电路,包含限幅器、高速收发开关、无源带通滤波器、可变增益放大器、采样保持电路以及时序逻辑控制电路等。接收机前端各部分电路通过大量方案比较,仿真优化,加工装配、测试调试,圆满完成了研制工作。本论文研制接收机的技术参数为:频率范围60MHz80MHz;接收机在脉宽为5ns0ns的回波上等间距取样的点数不少于10个;有0dB0dB以10dB为步进放大功能;最大增益时噪声系数不大于4.0dB。限幅器电路防止幅度较大的直达波对后级的放大器造成毁坏。高速收发开关将接收电路在发射期间断开以防止后级放大器饱和。可变增益放大器电路采用射频低噪声放大器与数控衰减器级联的方案,控制电路通过三线制SPI接口协议调节增益大小。设计的放大器总增益大于60dB,每个六位数控衰减器可以实现0 dB1.5dB衰减。处理雷达回波信号用等效采样的方法,回波的重频是100kHz。由两级采样电路实现对信号的等效采样功能,前一级采用双极性脉冲触发四管平衡采样门电路,此时信号的保持时间接近微秒量级;后一级采用超高速采样保持芯片AD783,高于250ns的采样时间。经过实际测试,电路的性能符合设计预期需求。从实际测试的结果分析,可变增益放大器电路、系统的噪声系数、无源带通滤波器电路的实测数据基本符合设计预期。通过联合调试,接收机前端电路与雷达系统控制电路、数据采集电路配合良好,基本实现了系统对接收机提出的指标要求。

关键词：冲激脉冲探地雷达接收机前端可变增益四管平衡采样门

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小型化长波接收机前端技术研究

小型化长波接收机前端技术研究

作者：邓道聃电子科技大学

学位级别：硕士

长波接收机前端是一种用来接收长波频段信号的接收装置。相较于更高频段的电磁波,长波有着传播距离远、抗干扰能力强、信号质量稳定等优势,非常适用于导航、测向及授时领域。由于天线尺寸通常与波长相关联,长波导航或授时系统的天线多... 详细信息

长波接收机前端是一种用来接收长波频段信号的接收装置。相较于更高频段的电磁波,长波有着传播距离远、抗干扰能力强、信号质量稳定等优势,非常适用于导航、测向及授时领域。由于天线尺寸通常与波长相关联,长波导航或授时系统的天线多数都体积庞大,不便于机动终端安装。目前,天线及接收机前端的小型化以及天线方向图的全向性成为研究重点,本文据此开展了相关研究工作,主要工作内容如下:1.对小型化铁氧体全向磁天线技术进行研究,通过对比,采用了铁氧体天线作为小型化接收天线。分析铁氧体的磁化特性、尺寸结构、线圈圈数、缠绕方法等对天线特性造成的影响,利用天线组阵的方式满足全向性的需求,使用电磁仿真软件对天线性能进行了仿真验证。2.深入研究了有源磁天线的宽带及低噪声前端技术,利用匹配电路改进了铁氧体天线窄带的缺点。基于铁氧体天线的匹配理论,设计了一个使用达林顿接法的低噪声放大模块,并利用仿真软件验证了其电压增益、输入阻抗等特性,并利用一个电压增益为20 dB的运算放大器以补足增益。有源天线占用面积仅为140?140mm,对有源天线模块进行加工和测试后,实测结果表明有源天线整体噪声系数为4.3 dB,功率增益60 dB,3 dB带宽实现了90 kHz10 kHz的要求。3.分析了大动态范围自动增益控制技术及接收机前端电磁兼容技术,设计了一款增益在10 dB0 dB可调,步进1 dB的自动增益控制电路。分析了接收机前端的电磁兼容性能,提出了使用线性电源供电并设计了电源滤波电路,提升了接收机的电磁兼容性能。对电路部分进行了加工及测试,最后的电路板面积为96?96mm,测试结果表明输入动态范围大于31 dB,输出动态范围1.7 dB。4.完成了整机调试测试及验证。对天线罩、连接线等部件进行了设计,明确了接收机前端的安装及架设方式,实现了对天线及射频前端制作和调试,并对前端在外场环境进行了实地测试。结果表明,接收机前端满足指标要求,且能与接收机后端联合工作。

关键词：长波接收机前端小型化铁氧体天线

UHF RFID读/听模式切换的高线性射频接收机前端设计

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UHF RFID读/听模式切换的高线性射频接收机前端设计

作者：张伟华东师范大学

学位级别：硕士

超高频无线射频识别技术（UHF RFID）是通过在阅读器（Reader）和标签（Tag）之间进行高频无线通信数据传输,完成数据识别与交换的新技术。阅读器接收机前端电路在UHF RFID系统中起重要作用,读模式时,功率放大器连续发射功率载波信号,... 详细信息

超高频无线射频识别技术（UHF RFID）是通过在阅读器（Reader）和标签（Tag）之间进行高频无线通信数据传输,完成数据识别与交换的新技术。阅读器接收机前端电路在UHF RFID系统中起重要作用,读模式时,功率放大器连续发射功率载波信号,经由环形器泄漏至接收机前端,容易造成接收机前端信号阻塞。此时要求接收机前端具有高线性度,承受功率泄漏的影响。本文设计了一款外部可控读/听双模式切换的射频前端接收电路。本文在设计过程中获得了如下成果： 1、分析了三种低噪声放大器（LNA）的增益切换方法,比较它们的实际应用优劣,最终选择了切换负载阻抗的电路结构。分析了制约吉尔伯特混频器线性度的关键因素,提出了无需匹配网络的LNA+Mixer级联结构。后仿真结果表明读模式时前端线性度输入P1dB大于2dBm;读/听模式下分别具有9.03dB与23.14dB的可切换增益;2、分析了LNA+Mixer射频前端不同结构的噪声产生机理,折衷线性度与噪声性能指标,完成了一种以偏置电阻匹配的输入网络电路结构设计,后仿结果表明接收机前端电路读模式与听模式的噪声系数分别为18.88dB与9.33dB;3、在混频器负载电路中,利用PMOS晶体管与共模反馈电阻并联的结构,在输出射频交流节点获得高至VDD-VGSP的输出摆幅。在不影响混频器线性度的基础上,调节电阻的阻值,提高混频器的转换增益;电路采用0.18μm Mixed-Signal CMOS工艺设计,后仿结果表明,读模式时前端电路输入P1dB线性度优于2dBm,转换增益为9.03dB, DSB噪声为18.88dB@1.3MHz;听模式时输入P1dB线性度为-10.4dBm,转换增益为23.14dB,DSB噪声为9.33dB@1.3MHz,达到了阅读器系统的预期要求。

关键词：超高频射频识别阅读器接收机前端低噪声放大器混频器可调增益高线性度

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伪随机码调相雷达接收机前端研究

伪随机码调相雷达接收机前端研究

作者：刘斌南京理工大学

学位级别：硕士

接收机前端是雷达系统中的关键部件之一，它的主要功能是对雷达天线接收到的微弱信号进行处理，同时抑制来自外部的干扰和机内的噪声，使信号保持尽可能多的目标信息，因此其性能直接影响到雷达系统的整体性能。本文设计了一个用于近距... 详细信息

接收机前端是雷达系统中的关键部件之一，它的主要功能是对雷达天线接收到的微弱信号进行处理，同时抑制来自外部的干扰和机内的噪声，使信号保持尽可能多的目标信息，因此其性能直接影响到雷达系统的整体性能。本文设计了一个用于近距离测角雷达的接收机前端，首先分析了伪随机码调相雷达的工作原理，阐述雷达测角的方法，探讨了接收机前端实现方案，对前端系统中的各个部件进行了指标分析。然后应用ADS软件仿真设计了1分6路功率分配器、低噪声放大器，并利用Hittite公司的HMC412MS8G芯片完成了混频器的设计，经测试，各个部件符合指标，其性能可以满足系统的总体要求。最后，在上述各部件的基础上构建了一个完整的接收机前端模块，并给出了前端系统的解决方案电路板图。

关键词：接收机前端功分器低噪声放大器混频器 Ku波段