【摘 要】
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针对传统射频前端存在频段覆盖范围小、通信速率低、通信带宽小、收发通道数目少、通用性差等问题,亟需研发一款频段覆盖范围大、通信速率高、通信带宽大、收发通道数目多、
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针对传统射频前端存在频段覆盖范围小、通信速率低、通信带宽小、收发通道数目少、通用性差等问题,亟需研发一款频段覆盖范围大、通信速率高、通信带宽大、收发通道数目多、通用性强的射频前端。本文以新一代宽带微功率无线通信系统原型机研发项目为背景,将理论研究与实际工程应用相结合,实现10MHz～6GHz宽频段射频前端电路设计。首先,对10MHz～6GHz宽频段射频前端的设计提出功能和性能上的需求,并基于几种常见射频前端结构分析对比,设计出满足需求的射频前端总体架构;其次,对所需的元器件进行选型,使用ADISim RF和System Vue 2017软件对主要射频指标进行链路预算及系统级仿真分析;然后,根据设计方案和仿真结果绘制射频前端原理图和PCB,加工制作射频前端板卡;最后,搭建射频前端板卡测试平台并对主要射频指标进行测试验证。特别地,为满足远距离通信的需求,本文在发射链路最末端添加了独立的功放模块,有效地提高了射频前端的最大发射功率。同时,针对该末级功放模块的非线性强记忆效应引发的信号失真问题,对数字预失真技术的基本原理和数学模型展开理论研究。在传统双线性和分数阶记忆多项式模型的基础上,本文提出了一种改进的分数阶双线性多项式模型,并进行实验仿真分析。实验结果表明:该模型与传统双线性多项式模型相比,归一化均方误差提高2.6 d B,邻道功率泄露比改善约5d B,系数减少34.3%,极大地降低了模型运算复杂度。由此可见,本文提出的模型能有效地改善功放的非线性强记忆效应,使功放输出达到预期线性化效果,为今后射频前端设计时功放器件的选型提供关键理论支撑。
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