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

1、超寬帶通信技術(shù)在室內(nèi)無(wú)線高速通信有著非常廣闊的應(yīng)用前景。本次設(shè)計(jì)選取超寬帶系統(tǒng)的一個(gè)子頻帶(6336MHz-6864MHz)作為通信頻帶，在對(duì)比幾種常用的接收機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)后采用了零中頻接收機(jī)架構(gòu)，并確定了應(yīng)用于零中頻接收機(jī)的射頻接收前端的技術(shù)指標(biāo)。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(biāo)要求明確了低噪聲放大器與混頻器的設(shè)計(jì)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)以差分共柵放大器為基礎(chǔ)，引入電容交叉耦合技術(shù)來(lái)降低低噪聲放大器的噪聲系數(shù)，通過(guò)正反饋技術(shù)來(lái)提高輸入管跨導(dǎo)以提高增益降低噪聲。在輸入端通過(guò)控制晶體管的工作狀態(tài)來(lái)改變低噪聲放大器的有效輸入跨導(dǎo)，合理控制信號(hào)電流流向保證輸入阻抗在工作頻段內(nèi)波動(dòng)很小，從而使低噪聲放大器在實(shí)現(xiàn)可變?cè)鲆娴耐瑫r(shí)保證輸入阻抗匹配。
　　本文對(duì)幾種常見的有源混頻器進(jìn)行比較后采用了雙平衡混頻器結(jié)構(gòu)。由于

3、臺(tái)積電公司TSMC0.13 um CMOS（互補(bǔ)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(jì)采用了折疊式吉爾伯特(Gilbert)結(jié)構(gòu)混頻器，通過(guò)改變混頻器的負(fù)載阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)混頻器可變?cè)鲆娴墓δ?。為了減小本振信號(hào)功率對(duì)混頻器轉(zhuǎn)換增益的影響，設(shè)計(jì)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(jì)驗(yàn)證，并提取寄生參數(shù)進(jìn)行后端仿真。低噪聲放大器的仿真結(jié)果表明:在輸入信號(hào)為6

4、336MHz-6864MHz時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)四檔可變?cè)鲆?25dB、19dB、14dB、8dB;增益帶內(nèi)具有良好的平坦度;同時(shí)在實(shí)現(xiàn)可變?cè)鲆娴那闆r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?cè)鲆?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(diǎn)IP1dB和輸入三階截點(diǎn)IIP3分別