一种毫米波收发机射频前端系统

本技术属于毫米波通信与射频，尤其涉及一种毫米波收发机射频前端系统。

背景技术：

1、在当今通信领域，射频前端模块扮演着至关重要的角色，其负责将无线信号从天线接收或发送到数字处理单元。随着5g和物联网的快速发展，对于更高速率、更低功耗和更广泛覆盖的需求日益增长，射频前端的设计变得越来越复杂。

2、传统的射频前端结构存在一些问题，包括高功耗、大尺寸、复杂的制造工艺以及成本较高等。为了解决这些问题，研究人员不断尝试提出新的射频前端结构。然而，现有的一些方案往往在功耗和性能之间存在权衡，无法完全满足新一代通信系统的需求。

3、在射频发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率较低，需要经过一系列放大器才能获得足够的射频功率，以供给天线辐射。然而，射频功率放大器的使用面临着有效率和线性度之间的矛盾。功放存在非线性特性，当输入信号幅度增大到一定程度时，输出信号波形将失真，导致信号质量下降，进而引发信号间的相互干扰和带外频谱泄漏问题，影响整个通信系统的性能。

技术实现思路

1、本实用新型目的在于提供一种毫米波收发机射频前端系统,以解决现有的射频前端架构所存在的能耗大，功率分配不合理，效率低，线性程度在大功率输出时不好的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型的毫米波收发机射频前端系统的具体技术方案如下：

3、一种毫米波收发机射频前端系统包括信号接收模块和信号发射模块。信号接收模块包括天线、低噪声放大器、相位移相器、功率组合器、带通滤波器、放大器、衰减器、功率分配器、混频器、本地振荡器、移相器、低通滤波器、模数转换器、数字基带部分。信号发射模块包括数字基带部分、数字预失真模块、数模转换器、低通滤波器、混频器、本地振荡器、移相器、功率组合器、放大器、带通滤波器、功率分配器、相位移相器、模拟预失真模块、功率放大器。

4、进一步地，信号接收方向，多路天线接收信号之后将信号发送至各路低噪声放大器，低噪声放大器将放大之后的信号发送至相位移相器，相位移相器将移相之后的信号发送至功率组合器，功率组合器将合并后的信号发送至带通滤波器，带通滤波器将滤波之后的信号发送至放大器，放大器将放大之后的信号发送至衰减器，衰减器将信号发送至功率分配器，功率分配器将多路信号发送至各路混频器，本地振荡器产生频率信号，频率信号经移相器调整频率信号相位之后发送至混频器，混频器将从功率分配器接收的信号及移相器调整相位之后的频率信号混合，混频器将混合后的信号发送至低通滤波器，低通滤波器将滤波之后的信号发送至模数转换器，模数转换器将转换后的数字信号发送至数字基带部分，用于后续处理。

5、进一步地，信号发送方向，数字基带部分将待发送信号发送至数字预失真模块，数字预失真模块将经预失真处理的信号发送至各路数模转换器，数模转换器将转换后的信号发送至低通滤波器，低通滤波器将滤波之后的信号发送至混频器，本地振荡器产生频率信号，频率信号经移相器调整频率信号相位之后发送至混频器，混频器将低通滤波器滤波之后的信号及移相器调整相位之后的频率信号混合，混频器将混合后的信号发送至功率组合器，功率组合器将合并后的信号发送至放大器，放大器将放大之后的信号发送至带通滤波器，带通滤波器将滤波之后的信号发送至功率分配器，功率分配器将多路信号发送至各路相位移相器，相位移相器将调整相位之后的信号发送至模拟预失真模块，模拟预失真模块将预处理之后的信号发送至功率放大器，功率放大器将放大之后的信号发送至天线，天线将信号发送至目标接收端。

6、相对于现有技术，本实用新型具有以下有益技术效果：

7、1)通过合理的信号处理和分配，实现了多路信号的并行处理和传输，提高了系统的效率和性能。

8、2)本实用新型数字和模拟预失真技术的巧妙应用，引入适当的非线性失真，可以有效地抵消射频系统中的非线性失真，从而提高系统的线性度和性能，使得系统在大功率输出时能够保持高线性度，为通信领域的高质量传输提供了有力的技术支持。

技术特征：

1.一种毫米波收发机射频前端系统，信号接收模块和信号发射模块，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的毫米波收发机射频前端系统，其特征在于，进一步地，信号接收方向，多路天线接收信号之后将信号发送至各路低噪声放大器，低噪声放大器将放大之后的信号发送至相位移相器，相位移相器将移相之后的信号发送至功率组合器，功率组合器将合并后的信号发送至带通滤波器，带通滤波器将滤波之后的信号发送至放大器，放大器将放大之后的信号发送至衰减器，衰减器将信号发送至功率分配器，功率分配器将多路信号发送至各路混频器，本地振荡器产生频率信号，频率信号经移相器调整频率信号相位之后发送至混频器，混频器将从功率分配器接收的信号及移相器调整相位之后的频率信号混合，混频器将混合后的信号发送至低通滤波器，低通滤波器将滤波之后的信号发送至模数转换器，模数转换器将转换后的数字信号发送至数字基带部分，用于后续处理。

3.根据权利要求2所述的毫米波收发机射频前端系统，其特征在于，模拟预失真模块内部集成了自适应滤波和动态范围控制算法。

4.根据权利要求3所述的毫米波收发机射频前端系统，其特征在于，模拟预失真模块与功率放大器电路整合在一个封装芯片内。

5.根据权利要求4所述的毫米波收发机射频前端系统，其特征在于，系统采用高性能半导体材料。

技术总结一种毫米波收发机射频前端系统，属于毫米波通信与射频技术领域。系统包括信号接收模块和信号发射模块，信号接收模块包括天线、低噪声放大器、相位移相器、功率组合器、带通滤波器、放大器、衰减器、功率分配器、混频器、本地振荡器、移相器、低通滤波器、模数转换器、数字基带部分。信号发射模块包括数字基带部分、数字预失真模块、数模转换器、低通滤波器、混频器、本地振荡器、移相器、功率组合器、放大器、带通滤波器、功率分配器、相位移相器、模拟预失真模块、功率放大器。本技术将数字和模拟预失真技术巧妙应用，引入非线性预失真，有效地抵消射频系统中功率放大器所引起的非线性失真，提高系统的线性化程度和从而进一步优化性能。技术研发人员：方译,游飞,丁一轩,彭俊,吴祥睿,白佳蕾受保护的技术使用者：电子科技大学技术研发日：20240513技术公布日：2024/12/23