LINC发射机调制部分硬件设计及失真分析

摘要

本课题是基于国家高技术研究发展计划(863)项目，研究新型高效率高线性射频发射前端。LINC(Linear Amplification With Nonlinear Components)是众多宽带高效率高线性技术中的一种，其理论上100％的效率和极高的线性度成为最具潜力的发射机技术之一。但是由于其对两支路幅度相位一致性的严格要求，使得在工程实现时出现了很多问题。
　　 本文主要针对LINC系统发射前端调制部分做了深入研究，由于正交调制器工作在很高的频率，幅度和相位很难完全匹配，在加上两路本振信号的失真，使得调制部分对系统的影响非常明显。本文首先对正交调制器固有的线性失真对LINC系统造成的影响进行了分析；接着对本振信号的相位噪声及分为两路本振后的幅度相位不平衡对系统的影响进行了分析。根据分析结果可知LINC系统对两路信号幅度相位不平衡非常敏感，这就给硬件设计提出了很高的要求，因此在硬件设计时尽量做到两路对称以减小硬件失真对系统造成的影响。
　　 本文主要工作和贡献如下：
　　 1、分析了正交调制器的载波泄漏、幅度相位失真以及本振源的相位噪声、两路本振信号幅度相位不平衡对系统ACPR、EVM的影响；
　　 2、对LINC发射机调制模块的各个部分进行设计，包括定向耦合器、滤波器、本振源、正交调制器等；
　　 3、在完成电路的各个部分原理图设计后，遵循射频电路布板的原则，完成了四层电路PCB板的设计、制作和调试；
　　 4、本文主要贡献在于系统的分析了调制部分的各项失真对系统指标的影响，并完成了调制部分的硬件设计，这对后续的研究工作有很好的指导作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 线性化技术介绍

1.2 调制器简要介绍

1.3 EVM、ACPR介绍

1.3.1 EVM介绍

1.3.2 ACPR介绍

1.4 本文的研究意义及主要工作

1.4.1 本文研究意义

1.4.2 本文的主要工作

第二章 LINC发射机技术

2.1 LINC发射机背景

2.2 LINC发射机组成部分

2.2.1 LINC发射机中的模拟部分

2.2.2 LINC发射机中的数字部分

2.3 LINC发射机中的信号分离

2.4 LINC发射机结构选择

第三章 电路中的各项失真对系统影响分析

3.1 正交调制器失真分析

3.2 载波泄漏对系统的影响分析

3.3 正交调制器幅度相位不平衡对系统的影响分析

3.3.1 幅度不平衡对系统EVM、ACPR的影响

3.3.2 相位不平衡对系统EVM、ACPR的影响

3.4 本振部分失真对系统的影响分析

3.4.1 本振增益不平衡对系统EVM、ACPR的影响

3.4.2 本振相位不平衡对系统EVM、ACPR的影响

3.4.3 本振相位噪声对系统EVM、ACPR的影响

3.5 系统仿真平台介绍

第四章 调制部分设计

4.1 各个模块的设计

4.1.1 本振模块的设计

4.1.2 差分滤波器的设计

4.1.3 定向耦合器的设计

4.1.4 调制器的设计

4.2 电路的布板及其注意事项

4.2.1 原理图布板

4.2.2 RF电路设计原则及常见问题

4.3 系统测试结果

第五章 结论与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果