论文总字数：23756字

摘 要

随着无线通信技术发展，市场与用户对无线通信的要求越来越高，考虑到实际通信环境中各种复杂衰落情况，能在实验室里仿真真实无线通信的信道模拟器愈发重要。

本文讨论了国内外信道模拟器的发展情况，对已研制的0.4~6GHz的信道模拟器射频模块中的变频模块进行改进。根据该信道模拟器的变频方案要求设计仿真测试了LTC5549、LTC5576芯片的变频功能。在1.2GHz中频上变频至2~6GHz射频频段，LTC5576变频电路表现为变频增益-8~-1dB，中频到射频隔离度大于40dB，本振泄漏小于-30dBm，输入P1dB 在10dBm，中频端、本振端S11在整个宽带上小于-10dB，射频端S11在4.5~6GHz宽带内小于-10dB，在2~4.5GHz为-3~-10dB，经过ADS优化仿真达到2~6GHz宽带射频S11小于-10dB。LTC5549变频电路表现为变频增益-8~-10dB，中频到射频隔离度大于44dB，本振泄漏小于-30dBm，输入P1dB 14dBm，中频端、本振端S11宽带内小于-12B，射频端在整个2~6GHz宽带上S11小于-10dB。

最后综述了两块芯片变频器变频性能的对比，并且对其在该信道模拟器的应用提出了建议。

关键词：信道模拟器；混频器；变频增益；本振泄露；驻波比。

Development of channel simulator MIXING module

Abstract

As wireless communications technology development, wireless communications have become increasingly demanding, taking into account the actual communication environment in a variety of complex fading, channel simulator which can simulate real radio communication in the laboratory becomes increasingly important.

This article discusses the development of domestic and international channel simulator technology . Then the article adopts the method to improve the 0.4 ~ 6GHz channel simulator mixing module which has been created. According to the requirements of channel simulator mixing program , this article designs, simulates and tests the conversion function of LTC5549 and LTC5576 chip . IF signal frequency is 1.2GHz and up-converts to 2~ 6GHz RF bands, LTC5576 mixing circuit performance: conversion gain is -8 ~ -1dB, IF to RF isolation is greater than 40dB, LO leakage is less than -30dBm, input P1dB is at 10dBm, IF port, LO port S11 is smaller than -10dB from 2GHz to 6GHz, RF port S11 is smaller than -10dBm in the 4.5 ~ 6GHz broadband and is -3 ~ -10dB in the 2~4.5GHz broadband , RF port S11 remains smaller than -10dBm in the 2~6GHz broadband by optimization simulation through ADS. LTC5549 mixing circuit performance: conversion gain is -8 ~ -10dB, IF to RF isolation is greater than 44dB, LO leakage is less smaller than -30dBm, input P1dB is at 14dBm, both IF port S11 and local oscillation port S11 is smaller than -12B, RF port S11 is smaller than -10dB throughout the 2 ~ 6Ghz broadband .

Finally, a review of the comparison of the two mixing chips is shown. In addition, this article gives some advice about the application of LTC5576 chip and LTC5549 chip on the channel simulator.

KEYWORDS: Channel simulator; mixer; conversion gain; LO leakage; VSWR.

目录

信道模拟器变频模块研究 I

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 5

1.1 课题背景与意义 5

1.2 信道模拟器研究现状 6

1.3 混频器研究发展情况 7

第2章 信道模拟器变频模块设计 9

2.1 变频方案 9

2.1.1 发射机混频模块 9

2.1.2 接收机混频模块 9

2.2 性能指标 10

2.2.1 混频器工作原理 10

2.2.2 镜像频率 11

2.2.3 变频损耗（变频增益） 11

2.2.4 本振泄漏与各端口隔离 12

2.2.5 噪声系数 12

2.2.6 关于阻抗匹配、反射系数、驻波比 13

2.2.7 变频压缩与混频器的线性性能 14

2.3 芯片选择与电路设计 14

2.3.1 LTC5576简介 14

2.3.2 LTC5549简介 16

2.3.3 电路设计 17

第3章 仿真与测试 21

3.1 LTC5576芯片测试过程与结果 21

3.2 LTC5549芯片测试过程与结果 25

3.3 LTC5576射频输出口相关仿真与测试 30

3.3.1 LTC5576射频端口阻抗匹配仿真 30

3.3.2 LTC5576射频端口宽带匹配硬件测试 38

第4章 总结和展望 40

4.1 LTC5576、LTC5549芯片测试对比 40

4.2 后续展望 40

参考文献 41

致谢 42

绪论

课题背景与意义

二十一世纪来，无线通信快速发展，数据传输速率不断增加、频谱资源越来越珍贵、要求频谱利用率越来越高，而无论民用或是军用的通信行业对服务质量要求也越来越高，这些推动着多天线设备的发展。而对基于 WLAN、WiMAX 和LTE 技术的设备，原先采用传统的分开测试与信号处理的方法已经无法模拟这些多天线设备在实际应用中的最终特性。

如图1-1 ，无线通信的实际情况：无线信号从发射端球状发射出去，经由信道上的建筑物、车辆、树木等的反射绕射产生的多种路径到达接收端，而在移动通信中，这些障碍物以及发射端与接收端都可能处在不同的移动速度，这也使得这些多路径还会随着时间的变化而变化。

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