半英寸UMTS基站接收器设计

在满足宏蜂窝基站性能要求的前提下，能达到多高的集成度? 工艺技术仍然限定某些重要的功能部件必需运用特殊的工艺来制造：在射频 (RF) 领域采用 GaAs 和 SiGe、高速 ADC 采用细线 CMOS，而高品质因数滤波器则无法使用半导体材料得以很好地实现。此外，市场还需要更高的密度。

　　考虑到上述问题，我们决定用系统级封装 (SiP) 技术来开发占用约 1/2 平方英寸 (刚刚大于 3cm2) 面积的接收器。接收器的边界是 50Ω RF 输入、50Ω LO 输入、ADC 时钟输入及数字 ADC 输出。这留待增加 LNA 与 RF 滤波以用于输入、LO 和时钟发生、和数字输出的数字处理。在 15mm x 22mm 封装内，是采用 SiGe 高频组件的信号链路、分立式无源滤波和细线 CMOS ADC。

　　以下是对两个微型模块 (μModule) 产品进行的设计分析：一个是实现直接转换接收器的 LTM9004;另一个是实现 IF 采样接收器的 LTM9005。

　　设计目标

　　设计目标是 UMTS 上行链路 FDD 系统，特别是处于工作频段 I 的中等覆盖区域基站 (详见 3GPP TS25.104 V7.4.0 规范)。就接收器而言，灵敏度是一个主要的考虑因素，在输入信噪比 (SNR) 为 -19.8dB/5MHz 时，要求为 ≤ -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 是一款直接转换接收器，采用了 I/Q 解调器和基带放大器以及双 14 位、125Msps ADC，如图 1 所示。LTM9004-AC 低通滤波器在 9.42MHz 处有一个 0.2dB 的转角，从而允许 4 个 WCDMA 载波。LTM9004 可与一个 RF 前端一起使用，以构成一个完整的 UMTS 频带上行链路接收器。RF 前端由一个双工器以及一个或多个低噪声放大器 (LNA) 及陶瓷带通滤波器组成。为了最大限度地降低增益和相位失衡，基带链路采用了固定增益拓扑，因此在 LTM9004 之前需要一个 RF 可变增益放大器 (VGA)。以下是此类前端的典型性能例子：

　　接收器频率范围： 1920 至 1980MHz

　　RF 增益： 最大值为 15dB

　　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

　　发送器频带上的抑制： 96dB