MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)凭借在信道容量和传输速率方面的巨大优势,在民用5G通信和军用阵列雷达中都有着广泛的应用前景。论文使用5G标准下3300～3600MHz频段,根据MIMO硬件电路的需求,对幅度和相位一致性等关键技术指标进行分析,完成32通道MIMO数字电路的设计与实现,为大规模MIMO无线通信系统提供了一种数字中频硬件平台。主要内容如下:第一、根据MIMO硬件电路的需求,确定了32通道数字中频电路的关键技术指标。首先,调研了MIMO芯片和硬件平台的研发现状,分析了常用MIMO参考平台的体系架构,结合现有的应用场景确定了收发中频频率、信噪比、无杂散动态范围、通道间一致性等指标的具体需求。然后,详细论证了时钟抖动与模数/数模转换器的信噪比之间的关系,具体说明了时钟同步性能对通道间一致性的影响。最后,对电路的收发通道的关键技术指标进行分析,明确了对器件采样率和高速串行接口传输速率的要求。第二、设计和实现32通道MIMO数字中频电路。首先,完成整体硬件结构设计和模块划分,根据指标要求完成核心器件的选型。然后,对通道的同步性能进行预算,对电路中的关键器件进行分析,完成对巴伦和时钟电路的仿真和优化。最后,根据器件选型设计通道间同步接收和同步发射方案,确定电路的配置方式、时钟网络和总体功耗,完成具体电路的设计。第三、搭建硬件测试平台,围绕硬件电路收发通道的技术指标展开测试和分析。首先,验证信号处理单元和控制单元的功能,测试高速串行接口的性能。然后,测量时钟、模数/数模转换器的关键性能指标。最后,制定通道间幅度相位测量方案,完成通道间幅度和相位一致性进行测试,根据指标预算分析测试结果。本文设计实现了一种32通道MIMO数字中频电路,该电路支持32路收发,100MHz带宽,可实现收发通道间幅度一致性优于0.25dB、相位稳定度优于5°。满足高速率和波束成形的实际应用需求,对MIMO无线通信硬件平台的设计具有一定的参考意义。