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WiMAX作為一項無線城域網(wǎng)技術(shù)，同當前的3G以及WIFI相比，在帶寬、覆蓋范圍及數(shù)據(jù)率上具有明顯的優(yōu)勢，且具有維護成本低、架設(shè)方便、建設(shè)成本低等特點。對于這樣一種新興且富有前途的無線通信技術(shù)，國內(nèi)已經(jīng)進行研發(fā)的機構(gòu)和企業(yè)總體來說卻仍然較少，市場上可以見到的基本上都是境外產(chǎn)品，價格也較高。研制開發(fā)無線局域網(wǎng)產(chǎn)品對于促進我國無線局域網(wǎng)的發(fā)展具有重要的意義。但作為一項新技術(shù)，射頻技術(shù)設(shè)計具有相當?shù)碾y度，尤其是5.8G頻段，對于功放的線性度、低噪放的噪聲指標以及頻率源的相位噪聲指標都提出了很高的要求，我們設(shè)計的基于WiMAX技術(shù)5.8G無線專網(wǎng)射頻系統(tǒng)，主要采用0402封裝器件貼裝，與基帶電路聯(lián)系便利。
1 射頻收、發(fā)系統(tǒng)工作原理
射頻收、發(fā)系統(tǒng)作用是為基帶I，Q信號提供一個無線的收發(fā)通道。在發(fā)射時隙，基帶I，Q信號通過兩次混頻，一中頻為固定的380 MHz，二中頻本振頻率可變，以使射頻工作在期望的信道內(nèi)，變頻后的射頻信號經(jīng)濾波、功率放大后，由天線發(fā)送至遠端；在接收時隙，天線接收的遠端傳來的信號，經(jīng)低噪聲放大后，通過兩次混頻，在接收AGC的控制下，等幅度地送至基帶處理板。
射頻模塊直接通過125芯的插座與基帶板相連，與基帶板連接信號通過125芯的插座傳輸，射頻信號通過MCX連接器安裝于PCB板上，并直接輸出到收發(fā)天線。
2 射頻收發(fā)模塊
2.1 高集成度芯片
選用頂級公司中頻芯片與射頻芯片作為本無線射頻系統(tǒng)集成度極高的解決方案。這些芯片由IF與RF收發(fā)器組成，支持4.9～5.9 GHz空中接口頻帶。該芯片組可通過復(fù)雜的I／Q接口支持系統(tǒng)工作在TDD模式。此款高度集成的芯片可縮小空間，不僅有助于簡化設(shè)計，而且還能節(jié)約材料清單(BOM)成本。中頻芯片具有低噪聲、高線性的特點只需要一個中頻濾波器，同時還包含兩個中頻和射頻頻率合成器，一個高速的數(shù)字可變增益放大器，其增益控制范圍達50 dB。
中頻芯片功能：在發(fā)射時隙內(nèi)完成I／Q基帶信號上變頻為380 MHz的固定中頻信號；在接收時隙內(nèi)完成接收的380 MHz的固定中頻信號下變頻為零中頻的I／Q基帶信號。
射頻芯片功能：在發(fā)射時隙內(nèi)，完成380 MHz的固定中頻信號上變頻到所需的RF信道頻率；在接收時隙內(nèi)完成接收的RF信號放大并下變頻為380 MHz的固定中頻信號。
2.2 線性功率放大器
在數(shù)字微波通信系統(tǒng)中，功放的非線性失真對信號傳輸質(zhì)量影響極大，在高階QAM調(diào)制系統(tǒng)中，臨界情況下功放的三階交調(diào)系數(shù)變壞1 dB，誤碼率將惡化80％。在本系統(tǒng)中，采用功率倒退法改善系統(tǒng)的三階交調(diào)系數(shù)，功放工作在末級功放的P1dB輸出功率以下10 dB(考慮收發(fā)開關(guān)及射頻濾波器1.6 dB的插損)，當系統(tǒng)最大發(fā)射功率要求為16 dBm時，末級功放的P1dB至少應(yīng)為28 dBm。我們選用高效的線性功放，輸出功率為21.5 dBm時，EVM為3％，此指標對于發(fā)射機的發(fā)射星座誤差指標起決定性作用，整個發(fā)射系統(tǒng)的EVM指標要求見表1。
