應(yīng)用于超寬帶系統(tǒng)的射頻接收前端的研究與設(shè)計.pdf

1、超寬帶通信技術(shù)在室內(nèi)無線高速通信有著非常廣闊的應(yīng)用前景。本次設(shè)計選取超寬帶系統(tǒng)的一個子頻帶(6336MHz-6864MHz)作為通信頻帶，在對比幾種常用的接收機結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點后采用了零中頻接收機架構(gòu)，并確定了應(yīng)用于零中頻接收機的射頻接收前端的技術(shù)指標。射頻接收前端包括低噪聲放大器(Low Noise Amplifier，LNA)與混頻器(Mixer)，根據(jù)射頻前端的指標要求明確了低噪聲放大器與混頻器的設(shè)計要求。根據(jù)設(shè)計需要，低噪聲放大器需

2、要寬帶輸入匹配，在比較幾種常用的寬帶低噪聲放大器結(jié)構(gòu)后，本次設(shè)計以差分共柵放大器為基礎(chǔ)，引入電容交叉耦合技術(shù)來降低低噪聲放大器的噪聲系數(shù)，通過正反饋技術(shù)來提高輸入管跨導(dǎo)以提高增益降低噪聲。在輸入端通過控制晶體管的工作狀態(tài)來改變低噪聲放大器的有效輸入跨導(dǎo)，合理控制信號電流流向保證輸入阻抗在工作頻段內(nèi)波動很小，從而使低噪聲放大器在實現(xiàn)可變增益的同時保證輸入阻抗匹配。
　　本文對幾種常見的有源混頻器進行比較后采用了雙平衡混頻器結(jié)構(gòu)。由于

3、臺積電公司TSMC0.13 um CMOS（互補金屬氧化物半導(dǎo)體）工藝提供的電源電壓為1.2V，考慮到電壓分配，設(shè)計采用了折疊式吉爾伯特(Gilbert)結(jié)構(gòu)混頻器，通過改變混頻器的負載阻抗來實現(xiàn)混頻器可變增益的功能。為了減小本振信號功率對混頻器轉(zhuǎn)換增益的影響，設(shè)計加入本振緩沖電路。低噪聲放大器和混頻器均采用TSMC0.13 um CMOS工藝，完成了版圖的設(shè)計驗證，并提取寄生參數(shù)進行后端仿真。低噪聲放大器的仿真結(jié)果表明:在輸入信號為6

4、336MHz-6864MHz時能夠?qū)崿F(xiàn)四檔可變增益:25dB、19dB、14dB、8dB;增益帶內(nèi)具有良好的平坦度;同時在實現(xiàn)可變增益的情況下能夠保持良好的輸入匹配，輸入回波損耗S11＜-10dB;在高增益模式下，噪聲系數(shù)NF＜3dB?；祛l器的仿真結(jié)果表明混頻器能夠?qū)崿F(xiàn)2.2dB和10.2dB的兩檔可變增益;在這兩種增益模式下混頻器的雙邊帶噪聲系數(shù)均小于8dB;在高增益模式下，混頻器的輸入1dB壓縮點IP1dB和輸入三階截點IIP3分別