智能天线射频电路的研究与设计

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1、II摘要l本论文题目源自国家自然科学基金项目《智能数字多波束天线技术研究》(69971017)及国防预研项目《智能天线技术》(31．5．4．8)。1论文对智能天线射频前端的设计制作进行了研究。首先介绍了智能天线研究背景、发展历史，以及射频前端在智能天线中的作用和组成。之后分别分析了3．95GHz和1．9GHz智能天线射频前端的电路结构，并对主要部件的工作原理及制作过程进行了论述。本文的主要工作体现在3．95GHz智能天线射频电路中低噪声放大器、单平衡混频器、介质振荡器的设计，以及1．9GHz智能天线射频中低噪声放大器的设计。文中对它们的工作原理及设计过程均给出了详尽的论述。

2、两套射频电路的低噪声放大器电路均采用了两级场效应管放大，在其增益及噪声的优化过程中采用了遗传算法这一全局搜索性能较好的数值算法。在对低噪声放大器设计的各项指标进行详细分析后，针对其优化设计的特点，对遗传算法进行了适当的调整及改进，并取得了令人满意的效果。最后，文中给出了3．95GHz和1．9GHz智能天线射频电路的设计结果和实际测量数据。关键词：智能天线，低噪声放大器，遗传算法，混频器，介质振荡器＼IllAbstractThispaperdealswiththeprocessofmicrowavecircuitdesign，orRFblockinsmartantennasy

3、stem．Firstlythebackground，historyandtrendsoftheresearchofsmartantemlatechnologyareintroduced，alongwiththebasetheoryandrelatedknowledgeofHeteclmology．Theauthorpa)’SmuchattentiontotheproblemofRFcircuitsdesigninsnlartantennasystemInchapterone，thefunctionandcomponentsofRFblockinsmartantennaare

4、discussed，andtheblockschematicofRFcircuitinsmartantennasystemat3．95GHzand19GHzisanalyzed．Theauthor’SmainresearchworkisfocusedonthedesignofLNA，MixerandDROinsmartantennaat3．95GHz，andLNAinsmartantennaatI9GHz．Theprinciplesanddesignprocessoftheseschematicsareanalyzed．LowNoiseAmplifierusingFETis

5、adoptedintheRFblockofsmartantennabothat3．95GHzandat1．9GHz．InthedesignprocessofLNA，theauthorappliesgeneticalgorithmintheoptimizationofgainandnoisefigure．SomeoftheadjustmentandimprovementingeneticalgorithmaretakenaccordingtotheLNAdesignproblemandsatisfyingresultisobtained．Finally，somephotogr

6、aphsofcircuitboardsandthemeasurementdataareprovided．Keywords：Smartantenna，LNA，GeneticAlgorithm，Mixer，DRO第一章绪论本章首先对移动通信系统中的智能天线技术作了简要介绍，简要回顾了它的发展历史及现状；之后介绍了射频电路在智能天线中的作用及构成；最后给出了本论文的章节安排与研究成果。1．1研究背景近年来，全球的移动通信产业得到了迅速的发展。IDC预测，从全球移动电话j{j户的增长趋势看，预计到2005年术，移动电话用户将会超过35亿户，全球手机市场到2005年将以10．9％的速

7、度增长。移动通信在我国的发展也十分迅速，用户量呈指数律上升。截至到2001年底，中国的移动通信总用户数已经跃居世界第一。快速发展的中国通信业已经成为世人瞩目的市场，我国已经成为世界上的通信强国。随着移动用户的急剧增长，频谱资源匮乏的问题同趋严重，由此产生的通信容量不足，通信质量下降等一系列矛盾亟待解决。在目前蜂窝小区制以及FDMA、TDMA、CDMA多址方式下，用户不可避免地受到同一或相邻信道中其它用户的干扰，这些同信道干扰(CCI)，多址干扰(MAI)已成为提高容量的主要障碍；另一方面，由于移动通信应用环境本身的