基于IEEE802.11b的无线局域网射频接收前端研究与设计

论文摘要

移动通信的飞速发展对无线接收机提出了低功耗、高可靠性、低价格、小尺寸、以及具有适应不同通信标准的灵活性的严格要求,而实现这一目标的关键是接收机射频前端的设计。精良的制造工艺和系统设计方面的突破是高性能无线接收机成功的关键。直接下变频接收机由于具有体积小、价格低、高集成度和低功耗方面具有优势,发展潜力巨大,因此直接变频接收机受到了极大地关注。然而它的本振泄漏、直流偏移、I/Q失配、闪烁噪声和偶次谐波失真等问题却限制了直接变频接收机性能的提高,需要采取一定的手段克服这些弊端。本课题从无线通信标准出发,采用系统级设计技术对射频接收机的设计方法进行研究,以IEEE802.11b无线局域网接收机为例,将系统性能指标合理的分配到射频接收机的每个模块,提出了基于IEEE802.11b标准的无线局域网直接下变频接收机射频前端的总体设计方案,并用ADS软件进行了系统级仿真。同时针对直接变频接收机的存在的问题给出了相应的解决方法。本文重点设计了系统的射频模块,主要包括低噪声放大器、混频器和射频滤波器,先从总体上阐述各个模块的主要技术和性能指标,然后依据各项指标来同步进行设计或优化。仿真实验结果显示,课题所设计的射频模块性能符合IEEE80211.b无线局域网收发机射频前端的指标,验证了系统设计方法的可实现性,对进一步完成整个系统设计具有参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势
• 1.2.1 IEEE802.11 标准
• 1.2.2 蓝牙技术
• 1.2.3 HomeRF 标准
• 1.3 IEEE 802.11b 标准简介
• 1.4 本论文的主要工作和内容安排
• 第2章 无线局域网接收机射频前端研究
• 2.1 射频收发机概述
• 2.2 接收机结构
• 2.2.1 超外差式接收机
• 2.2.2 镜频抑制接收机
• 2.2.3 数字中频接收机
• 2.2.4 直接下变频接收机
• 2.3 直接变频接收机存在问题及解决方法
• 2.3.1 本振泄漏
• 2.3.2 偶次谐波失真干扰
• 2.3.3 直流偏移
• 2.3.4 闪烁噪声
• 2.3.5 I/Q 失配
• 2.4 接收机结构的选择
• 2.5 射频接收机主要性能指标
• 2.5.1 噪声系数
• 2.5.2 线性度
• 2.5.3 灵敏度
• 2.5.4 动态范围
• 2.6 本章小结
• 第3章 无线局域网射频接收机设计
• 3.1 直接变频接收机的总体设计方案
• 3.1.1 直接下变频接收机原理框图
• 3.1.2 直接下变频接收机链路预算
• 3.1.3 射频接收机系统各模块性能指标分配
• 3.2 直接变频接收机系统性能仿真
• 3.2.1 接收机频带选择性仿真
• 3.2.2 接收机信道选择性仿真
• 3.2.3 接收机增益预算仿真
• 3.2.4 接收机的下变频分析
• 3.2.5 本振输出功率对接收机性能的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 射频前端模块的设计与实现
• 4.1 低噪声放大器设计
• 4.1.1 LNA 的性能指标
• 4.1.2 低噪放的工程问题
• 4.1.3 本设计中低噪声放大器的指标要求
• 4.1.4 基于ADS 的2.4GHz～2.5GHz 低噪声放大器设计
• 4.2 混频器的设计
• 4.2.1 混频器的主要性能参数
• 4.2.2 混频器的分类
• 4.2.3 基于ADS 的无源微带平衡混频器的设计
• 4.2.4 有源混频器的设计
• 4.3 微带滤波器的设计
• 4.3.1 微带滤波器的主要技术指标
• 4.3.2 基于ADS 的微带滤波器设计
• 4.3.3 版图仿真中应注意的问题
• 4.4 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 致谢