【摘 要】
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随着频谱资源越来越紧缺,迫切的需求更高的频段,更大的带宽和更高的速率来满足基站到网络之间的传输需求。目前在E波段的71-76GHz,81-86GHz已经分别可以提供高达5GHz的带宽,单频点带宽可达到2.5Gbps,而且E波段大气衰减较小,因此具有巨大的应用前景与工程价值。本文介绍了一种工作于E波段的无线通信收发前端。首先,基于毫米波无线通信的自身特性与优势,介绍了目前国内外在E波段无线通信方面取
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随着频谱资源越来越紧缺,迫切的需求更高的频段,更大的带宽和更高的速率来满足基站到网络之间的传输需求。目前在E波段的71-76GHz,81-86GHz已经分别可以提供高达5GHz的带宽,单频点带宽可达到2.5Gbps,而且E波段大气衰减较小,因此具有巨大的应用前景与工程价值。本文介绍了一种工作于E波段的无线通信收发前端。首先,基于毫米波无线通信的自身特性与优势,介绍了目前国内外在E波段无线通信方面取得的一些成果,之后分析介绍了几种应用于毫米波无线通信的收发机架构与频率合成技术,再根据本项目的指标要求与技术特点,将整个收发前端分为子系统1和子系统2共两个子系统,两个子系统的设计基本相同,均按照模块化的设计方法将收发前端分为频率源模块、中频模块、毫米波收发模块和电源与信道控制模块共四个模块。子系统1毫米波发射频率83GHz±0.5GHz,接收频率74GHz±0.5GHz,子系统2的毫米波发射频率与接收频率与子系统1相反。发射链路均采用一次上变频结构,基带信号频率为2.6GHz±0.5GHz,PLL产生的本振信号经6倍频后产生的信号与基带信号上变频,产生的毫米波发射信号经三级放大结构后送至发射天线。接收链路采用一次下变频的结构,PLL产生的本振信号经6倍频后与接收到的毫米波信号下变频至0.8GHz±0.5GHz,经中频模块处理后送至ADC处理。本文详细介绍了每个模块的具体设计过程与电路实现过程,并在输入单载波信号的情况下对收发链路进行了级联测试,之后在输入基带信号的情况下对74GHz和83GHz两个收发系统进行了EVM和星座图的测试。测试结果表明,频率源模块产生的本振信号相位噪声优于-93dBc/Hz@1k Hz,-99dBc/Hz@10k Hz,-103dBc/Hz@100k Hz,-122dBc/Hz@1MHz。发射链路级联之后输出功率和输出1dB压缩点分别大于20dBm和21dBm,带内功率平坦度<2dB,接收链路增益大于60dB,噪声系数低于6dB,增益平坦度基本小于2.5dB。输入基带信号分别采用QPSK、16QAM、64QAM、128QAM调制方式,在毫米波发射信号功率回退10～12dB的情况下,74GHz和83GHz两个收发系统信号EVM指标恶化较小,整个通信系统能满足不同调制方式的需求。
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