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随着移动通信技术的快速发展,由中国提出的具有自主知识产权的第四代移动通信系统(宽带接入和分布网络系统)标准(TD-LTE)已经成功入围国际电信联盟的4G候选标准。TD-LTE中一个重要技术就是引入了 MIMO技术,其对整个系统的容量和传输速率都有很大的影响。TD-LTE无线接收机作为移动系统的重要组成部分,对整个通信系统的通信质量起到至关重要的作用。因此,研究应用于TD-LTE接收系统的射频前端器件具有理论意义和实用价值。TD-LTE的工作频段大致分为三个频段:1880～1900MHz、2300～2390MHz和2555～2655MHz。若将 2300～2390MHz 与 2555～2655MHz 频段合并,则 TD-LTE 还可看成是由2300～2655MHz的高频段和1880～1900MHz的低频段构成的双频带系统。由于高频段带宽较宽,故也可称为宽频带系统。TD-LTE接收机的射频前端主要包括:天线、滤波器和低噪声放大器等器件。因此,本文紧紧围绕TD-LTE的射频前端器件展开研究,设计了应用于TD-LTE的MIMO双极化天线、三频带滤波器和低噪声放大器。本论文的主要工作和成果可概括为:(1)设计了两款TD-LTE介质谐振器天线。由于介质谐振器具有体积小、性能稳定、Q值高、馈电方便等优点,所以本文采用介质谐振器天线结构形式进行设计,设计的两款天线分别是:①TD-LTE双频双极化介质谐振器天线。为了实现双频的工作特性,激励介质谐振器的单模模式,通过将其与微带天线相结合,实现了高频部分的宽带效果;采用"H"形缝隙耦合馈电,且让其谐振在低频部分,实现了低频工作特性;并采用四分之一波长阻抗变换器和开路支节来调节阻抗匹配。② TD-LTE高隔离度宽带双极化介质谐振器天线。通过激励介质谐振器的双模模式,实现了宽带的功能;采用探针—口径耦合混合馈电的方式,实现了高隔离度的效果;通过在探针端加入一块贴片和口径耦合端加入了双节阻抗变换器的方法实现了阻抗匹配。(2)设计了一款三频带滤波器。利用缺陷结构阶跃阻抗谐振器来设计第一频带和第二频带的带通滤波器,利用加载短路支节阶梯阻抗线设计第三频带的带通滤波器;通过用耦合线馈电的方式将三个带通滤波器组合起来,从而实现了三频带带通滤波器的效果。加工测试结果表明,该滤波器的通频带为1880～1900MHz、2300～2390和2555～2655MHz,在这三个频带内,回波损耗分别大于15dB,12dB和10dB,中心频率处的插入损耗分别为1.37dB、2.5dB和2.8dB,基本满足设计要求。(3)选用安华高公司的ATF54143晶体管设计了一款宽带低噪声放大器。在第一级低噪放的输入端采用两节阻抗变换器,通过控制Q值,实现了宽带、低噪声效果;在第一级的输出端设计了一个低通滤波,用于滤出高次谐波。第二级低噪放的输入输出端都作共轭匹配,实现高增益,并在输出端设计低通滤波匹配,从而将高次谐波滤出。最后,利用50Q微带线将两级低噪放级联起来。加工测试结果表明,该放大器性能良好,通带范围为2300～2655MHz,在通带内,输入端的回波损耗都在10dB以上,增益大于22dB,且曲线较平坦,噪声系数小于1dB,实现了宽频带特性和低噪声特性。