一种远距离多信道OFDM无线通信中射频前端的设计与研究

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远距离无线通信是现代无线通信研究的一个重要领域,在许多有线通信无法正常工作的地方,远距离无线通信系统扮演了重要的角色,具有很高的研究与开发价值。   多径衰落信道和低频谱效率是高速率无线传输中存在的两个严峻的挑战。正交频分复用(OFDM)通过将频率选择性多径衰落信道转换为平坦信道,减小了多径衰落和多普勒频移的影响。将OFDM技术应用于远距离无线通信系统,可以大大提高整个通信系统的性能。   本文研制了一种基于OFDM的远距离多信道无线通信系统中射频收发信机及射频收发天线。   论文首先根据远距离OFDM通信系统的性能要求,在分析了射频收发信机中的一些关键参数(如发射功率、噪声系数、接收灵敏度等)对工作指标的影响的基础上,给出了本文的工作目标和基本要求;提出了基于OFDM的远距离多信道无线通信系统中射频前端的一种实现方案,并从射频电路设计的角度,着重介绍了该方案中收发信机及其数字控制电路的工作原理、组成结构、工作流程和实现方法。   其次详细讨论了中射频收发信机中的本振信号源模块和接收机中的AGC电路模块的设计方案,并给出了系统调试与实现过程中的测试结果。比较和分析了系统仿真结果及系统调试与实现过程中的测试结果。结果均达到了指标要求。   最后,对该系统进行了单独调试和级联测试,测试结果均很好地满足了指标要求。   另外,本文提出的一种侧面微带馈电的对跖Vivaldi天线作为OFDM系统的射频收发天线。与传统对跖Vivaldi天线相比,侧面馈电的对跖Vivaldi天线减小了馈电结构所占用的天线面积,减小了天线尺寸。测量结果表明,该天线在1.8~5.1GHz范围内驻波比小于2.0,工作频带内增益最大值为11dBi。该天线结构简单,参数波动对性能影响较小,易于加工集成。
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