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Wireless Communication LabCCU-EECOM

無線通訊射頻模組之設計

張 盛 富 教授國立中正大學 電機工程系 通訊工程系(05)2720411-33218, Fax:(05)2720862, ieesfc@ccu.edu.tw

March 1, 2007

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Wireless Communication LabCCU-EECOM

一、課程規劃

此門課屬於電磁學程課程系列

大四、研究所

電子學 電路學 電磁學 電磁波

微波元件與精密量測射頻電路設計高等電磁理論 微波積層濾波器

設計

天線理論與設計 射頻模組設計 功率放大器設計電磁相容

大三、四

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二、課程目標

培養由射頻規範得到射頻模組合適架構和應具備的規格

培養由射頻模組向下設計子電路的能力

培養由子電路向上整合成射頻模組的能力

培養以團隊合作的方式完成射頻模組

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三、課程教材

以四年完成下列教材

92 年 93 年 94 年 95 年

上課講義 初稿 修訂

實驗教材 初稿 修訂

教科書 初稿 初稿 修訂

習題解答

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上課講義 實驗教材 教科書射頻技術發展 第一章射頻收發架構 第二章射頻元件與模型 第七章低雜訊增益放大器 Lab 1 第八章功率放大器 Lab 2 第九章振盪器 Lab 3 第十章混頻器 Lab 4 第十一章增益鏈路 Lab 5 第三章雜訊效應 Lab 6 第四章非線性效應 Lab 7 第五章射頻模組整合測試 Lab 8 第六章

上課講義、實驗教材、教科書緊密連結

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上課講義 實驗教材 教科書第一學期 WK1,2,3,4 射頻元件與模型 Lab 1 第七章

WK5,6,7,8 低雜訊增益放大器 Lab 2 第八章WK9,10,11,12 功率放大器 Lab 3 第九章Wk13,14,15,16 振盪器 Lab 4 第十章

第二學期 WK1,2,3,4 混頻器 Lab 5 第十一章WK5 射頻技術發展 第一章WK6,7,8 射頻收發架構 第二章WK9 增益鏈路 Lab 6 第三章WK10,11,12 雜訊效應 Lab 7 第四章WK13,14,15 非線性效應 Lab 8 第五章WK17 射頻模組整合測試 Lab 9 第六章

進度安排 ( 一年課程 )

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Wireless Communication LabCCU-EECOM

上課講義 實驗教材 教科書 WK1,2 低雜訊增益放大器 Lab 2 第八章

WK3,4,5,6 振盪器 Lab 4 第十章 WK7,8,9,10 混頻器 Lab 5 第十一章

WK11 射頻技術發展 第一章WK12-13 射頻收發架構 第二章WK14 增益鏈路 Lab 6 第三章WK14-15 雜訊效應 Lab 7 第四章WK16-17 非線性效應 Lab 8 第五章

進度安排 ( 一學期課程 )

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課程實施

三人為一組選擇題目工作分配個人進度報告整合報告計分方式

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Team Title Project Title Leader

Jeans 4G MIMO RF System

陳志昇 (PLL) 黃俊穎 (TX) 黃盈凱 (RX)

Dream Come True

Speech Radar 李睿軒 (LNA 、 PA)

張永忠 (PLL) 蕭文俊 (Mixer)

Sales Smart Antenna-based Indoor Locating System

吳仁傑 (Tag Circuit)

金廷嶽 (TX) 劉昌熾 (LNA)

創傑 2.4-GHz Zigbee 陳鼎中 (TX) 謝東坤 (RX) 陳睿識 (PLL)

ZigBee 2.4-GHz ZigBee 陳建任 (VCO) 陳靜怡 (LNA, mixer)

徐國雄 (PA,mixer)

WOW UWB 周正瑜 (PLL) 劉如芳 (PA 、 LNA)

黃釋偉 (Mixer)

LCCC Bluetooth 黃群超 (PA) 蔡嘉偉 (LNA) 陳明廣 (VCO)

李政宏 (Mixer)

2006 年 2-7 月開課例子 三人為一組 選擇題目 工作分配

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Team Title Project Title Leader

Overture ZigBee 何濬宏(RX, VCO)

羅泰麟(RX, VCO)

黃議盈(TX)

林于恆(TX)

大三元 ZigBee 賴威儒(LNA)

賴炳均(VCO)

吳政達(Mixer)

大四喜 UWB-OFDM 梁名惠(Down-Mixer)

許晏國(Up-Mixer)

賴建佑(LNA)

机亮燁(VCO)

Function Work ZigBee 姚均翰(LNA, PA)

劉坤興(VCO, PLL)

鄭志彬(Mixer)

四台卡丁車 S-Band TRX 林志奮(VCO, PLL,PA)

林志杰(Mixer, LNA)

黃少榆(VCO, PLL)

林昆穎(LNA)

WCperfect WiMax 許炎煌(LNA, PA)

蔡錦豐(VCO, PLL)

江振強(Mixer)

周正瑜(PA)

RHDW 楊詠智(VCO, PLL,PA)

黃智勇(Mixer)

劉育群(LNA)

歐振宇(VCO, PLL)

2007 年 2-7 月開課

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Thurs. (morning) Lunch break

Thurs. (afternoon)

WK1 1 Class begin

Team forming: topic, teammate, assignment

Lec 1- Chap 8 LNA

Lec 2- Chap 8 LNA

WK2 8 Lec 3- Chap 8 LNA Lec 4- Chap 8 LNA

WK3 15 Team finalized

Oral 1- Selected topic and assignment(10 min for each team)

Lec 5 -Chap 10 VCO

23Lec 6 -Chap 10 VCO

WK4 22 Lec 7- Chap 10 VCO Lec 8 -Chap 10 VCO

WK5* 29 Lec 9- Chap 10 VCO Lec 10- Chap 10 VCO

Schedule

March

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Wireless Communication LabCCU-EECOM

April Thurs. (morning) Lunch

breakThurs. (afternoon)

5 Spring Break

WK6 12 Oral 2- LNA, VCO simulation Lec 11- Chap 11 Mixer

WK7 19 Lec 12- Chap 11 Mixer Lec 13- Chap 11 Mixer

WK9* 26 Lec 14- Chap 11 Mixer Lec 15- Chap 11 Mixer

WK10 29 Lec 16- Chap 11 Mixer Oral 3-Mixer simulation

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May

Thurs. (morning) Lunch break

Thurs. (afternoon)

WK11 3 Lec 17- Chap 1 RF overview Oral 4- LNA measurement

Lec 18- Chap 1 RF overview

WK12 10 Lec 19- Chap 2 RF architecture Oral 5- VCO measurement

Lec 20- Chap 2 RF architecture

WK13 17 Lec 21- Chap 2 RF architecture Lec 22- Chap 2 RF architecture

WK14 24 Lec 24- Chap 3 Gain budget Oral 6-Mixer measurement

Lec 25- Chap 3 Gain budget

WK15 31 Lec 26- Chap 4 Noise budget Lec 27- 26- Chap 4 Noise budget

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June Thurs. (morning) Lunch

breakThurs. (afternoon)

WK16 7 Lec 28- Chap 5 Nonlinearity Lec 29- Chap 5 Nonlinearity

WK17* 14 Lec 30- Chap 5 Nonlinearity Lec 31- Chap 5 Nonlinearity

WK18 21 Oral 7-Team report Oral 7-Team report

WK19 28 Written report due

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A. Individual achievement (70%)

Student’s own circuit performance:

circuit novelity, simulation completeness, and measurement performance

B. Team achievement (30%)Integrated module performance:

計分方式

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學生作品 : Jeans 隊 , 題目 : 4G MIMO RF SYSTEM

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D

• LNA

• VCO&PLL

• Mixer

• PA

•Baseband amplifier

•整合測試

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Topic Egan[1] Vismuller[2] Weber[3] CBN[4] Ludwig[5]

Ch 1 RF Transceivers

Ch 2 Noise Effects and Characterization

Ch. 3, 5, 9 Ch. 10

Ch 3 Nonlinearity Effects and Characterization

Ch. 4, 5

Ch 4 RF Module Design Ch. 1, 2 Ch. 1, Ch. 3 Ch. 4

Ch 5 Microwave Devices and Noises

Ch. 10, 12 Ch. 3 Ch. 6, 7

Ch6 Low-Noise Amplifiers Ch. 2 Ch 4, 5, 15 Ch. 8 Ch. 8, 9

Ch 7 Power Amplifiers and Linearization

Ch.6 Ch. 2 Ch. 7 Ch. 11

Ch 8 Oscillators Ch. 9 Ch. 2 Ch. 8, 15 Ch. 10 Ch. 10

Ch 9 Frequency Conversion

Ch. 7 Ch. 2 Ch. 9 Ch. 10

Ch 10 Microwave switch Ch. 7

Ch 11 Frequency Synthesis

Ch. 2

References

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Topic Besser[6] Gonalez[7]

Ch 1 RF Transceivers

Ch 2 Noise Effects and Characterization

Ch 3 Nonlinearity Effects and Characterization

Ch 4 RF Module Design

Ch 5 Microwave Devices and Noises

Ch. 3

Ch6 Low-Noise Amplifiers Ch. 1, 2 Ch. 3

Ch 7 Power Amplifiers and Linearization

Ch. 5 Ch. 4

Ch 8 Oscillators Ch. 4, 6 Ch. 5

Ch9 Frequency Conversion

Ch. 7

Ch10 Microwave switch

Ch 11 Frequency Synthesis

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[1] William F. Egan, Practical RF System Design, John Wiley 2003

[6] Les Besser and Rowan Gilmore, Practical RF Circuit Design for Modern Wireless System, vol. 2

[4] K. Chang, I. Bahl, and V. Nair, RF and Microwave cruits and component design for Wireless Systems, Wiley,2002.

[2] P. Vizmuller, RF Design GuideSystems, Circuits, and Equations, Artech House, 1995.