半英寸UMTS基站接收器設計

在滿足宏蜂窩基站性能要求的前提下，能達到多高的集成度? 工藝技術仍然限定某些重要的功能部件必需運用特殊的工藝來制造：在射頻 (RF) 領域采用 GaAs 和 SiGe、高速 ADC 采用細線 CMOS，而高品質因數濾波器則無法使用半導體材料得以很好地實現。此外，市場還需要更高的密度。

　　考慮到上述問題，我們決定用系統級封裝 (SiP) 技術來開發占用約 1/2 平方英寸 (剛剛大于 3cm2) 面積的接收器。接收器的邊界是 50Ω RF 輸入、50Ω LO 輸入、ADC 時鐘輸入及數字 ADC 輸出。這留待增加 LNA 與 RF 濾波以用于輸入、LO 和時鐘發生、和數字輸出的數字處理。在 15mm x 22mm 封裝內，是采用 SiGe 高頻組件的信號鏈路、分立式無源濾波和細線 CMOS ADC。

　　以下是對兩個微型模塊 (μModule) 產品進行的設計分析：一個是實現直接轉換接收器的 LTM9004;另一個是實現 IF 采樣接收器的 LTM9005。

　　設計目標

　　設計目標是 UMTS 上行鏈路 FDD 系統，特別是處于工作頻段 I 的中等覆蓋區域基站 (詳見 3GPP TS25.104 V7.4.0 規范)。就接收器而言，靈敏度是一個主要的考慮因素，在輸入信噪比 (SNR) 為 -19.8dB/5MHz 時，要求為 ≤ -111dBm。這意味著，接收器輸入端的有效噪聲層必須 ≤ -158.2dBm/Hz。

　　設計分析 ─ 零 IF 或直接轉換接收器

　　LTM9004 是一款直接轉換接收器，采用了 I/Q 解調器和基帶放大器以及雙 14 位、125Msps ADC，如圖 1 所示。LTM9004-AC 低通濾波器在 9.42MHz 處有一個 0.2dB 的轉角，從而允許 4 個 WCDMA 載波。LTM9004 可與一個 RF 前端一起使用，以構成一個完整的 UMTS 頻帶上行鏈路接收器。RF 前端由一個雙工器以及一個或多個低噪聲放大器 (LNA) 及陶瓷帶通濾波器組成。為了最大限度地降低增益和相位失衡，基帶鏈路采用了固定增益拓撲，因此在 LTM9004 之前需要一個 RF 可變增益放大器 (VGA)。以下是此類前端的典型性能例子：

　　接收器頻率范圍： 1920 至 1980MHz

　　RF 增益： 最大值為 15dB

　　自動增益控制 (AGC) 范圍： 20dB

　　噪聲指數： 1.6dB

　　IIP2： +50dBm

　　IIP3： 0dBm

　　P1dB： -9.5dBm

　　20MHz 時的抑制： 2dB

　　發送器頻帶上的抑制： 96dB