UMTS 基站接收器占板面积仅为半平方英寸

　　在满足宏蜂窝基站性能要求的前提之下，集成度究竟能够达到多高? 工艺技术仍然限定某些重要的功能部件必须采用特殊工艺来制造：在射频 (RF) 领域采用GaAs 和 SiGe 工艺，高速 ADC 采用细线 CMOS 工艺，而高品质因数 (High-Q) 滤波器则无法采用半导体材料很好地实现。此外，市场对于提高集成度的需求并没有停止。

　　考虑到上述问题，凌力尔特决定采用系统级封装 (SiP) 技术来开发占板面积约为 1/2 平方英寸 (仅刚刚超过 3cm2) 的接收器。接收器的边界处有 50Ω RF输入、50Ω LO 输入、ADC 时钟输入及数字 ADC 输出。该边界留待增加低噪声放大器 (LNA) 和 RF 滤波，用于输入、LO 和时钟发生，以及数字输出的数字处理。在 15mm x 22mm 封装内是一个采用 SiGe 高频组件、分立无源滤波和细线 CMOS ADC 的信号链路。

　　本文将对 LTM^®9004 微型模块 (µModule^®) 接收器 (一款直接转换接收器) 进行设计分析。

　　设计目标

　　设计目标是通用移动通信系统 (UMTS) 上行链路频分双工 (FDD) 系统，特别是处于工作频段 I 的中等覆盖范围基站 (详见 3GPP TS25.104 V7.4.0 规范)。对于接收器而言，灵敏度是一个主要的考虑因素，输入信噪比 (SNR) 为 -19.8dB/5MHz 时，所要求的灵敏度 ≤-111dBm。这意味着接收器输入端的有效噪声层必须 ≤-158.2dBm/Hz。

　　设计分析：零 IF 或直接转换接收器

　　LTM9004 是一款采用了 I/Q 解调器、基带放大器和双通道 14 位 125Msps ADC 的直接转换接收器 (如图1所示)。LTM9004-AC 低通滤波器在 9.42MHz频率下具有一个 0.2dB 的拐角，从而允许 4 个 WCDMA 载波。LTM9004 可与RF 前端一起使用，构成一个完整的 UMTS 频段上行链路接收机。RF 前端由一个双工器以及一个或多个低噪声放大器 (LNA) 和陶瓷带通滤波器组成。为最大限度地减低增益和相位失衡，基带链路采用了一种固定增益拓扑结构。因此，在 LTM9004 之前需要布设一个 RF 可变增益放大器 (VGA)。这里给出了此类前端的典型性能示例：

　　♦ 接收 (Rx) 频率范围：1920MHz 至 1980MHz
　　♦  RF 增益：15dB (最大值)
　　♦  自动增益控制 (AGC) 范围：20dB
　　♦ 噪声指数：1.6dB
　　♦ IIP2：+50dBm
　　♦ IIP3：0dBm
　　♦ P1dB：-9.5dBm
　　♦ 20MHz 时的抑制：2dB
　　♦ 发送 (Tx) 频段上的抑制：96dB　　

 

　　考虑到 RF 前端的有效噪声影响，由 LTM9004 所引起的最大可容许噪声必须为 -142.2dBm/Hz。LTM9004 的典型输入噪声为 -148.3dBm/Hz，由此计算出的系统灵敏度为 -116.7dBm。