随着社会的发展,移动和无线通信系统的使用方式正在发生翻天覆地的变化。人们对于无线通信系统的数据传输速率、传输延迟、数据吞吐量等的需求都在快速增长。然而低频段的频谱资源已经十分拥挤,再加上传统技术带来的限制,这些都导致传统的移动通信技术逐渐变得无法满足人们日益增长的需求。作为正在研发的最新一代移动通信技术,第五代移动通信技术在频谱资源利用和传输速度以及效率方面与传统移动通信技术相比能够提高至少一个量级,并且在系统安全、传输时延、用户体验、覆盖范围等方面也将得到十分显著的提升。第五代移动通信所涉及的关键技术主要包括大规模MIMO技术、毫米波技术、滤波器组多载波技术、全双工技术以及超密集网络技术等。本文主要针对一种应用于5G移动通信的毫米波大规模MIMO射频接收机前端系统进行研究与设计。本文所述系统采用超外差的设计架构,共设计实现了用于Q波段16通道(256天线单元)的大规模MIMO系统。所设计的每一个射频通道都对应了两种不同形式的天线。一种是直接集成在射频板背面的4*4贴片天线,另一种则是与贴片天线口径相同并且通过射频板背面贴片馈电的喇叭天线。射频板采用高度集成的射频芯片以及多层PCB技术,在兼顾散热性能的前提下将射频板的尺寸控制在20mm*20mm之内。此外,本文还设计了中频放大电路、本振功率放大与分配电路以及整个系统的供电电路并且完成了单通道调试。测试结果表明该射频接收机前端系统能够在42GHz的射频频率处实现26dB的增益;-5.7dBm的输入1dB压缩点以及5.88dBm的输入三阶截断点;并且在100MHz的频率范围内能够实现0.12dB的增益平坦度。此外,对EVM的测试表明该系统能够在输入50Msps码率的256-QAM数字调制信号时得到优于1.84%的误差矢量幅度。