2.4GHz射频接收机中全集成抗阻塞射频前端的设计

发布时间：2017-10-30 12:06

  本文关键词：2.4GHz射频接收机中全集成抗阻塞射频前端的设计

  更多相关文章： 全集成抗阻塞 射频前端 二阶高通阻抗合成器 前馈抵消结构 匹配 带外抑制比

【摘要】：目前,无线终端急剧增多,大大增加了射频接收机发生阻塞的几率,提高全集成射频接收机抗阻塞能力成为集成电路设计者们亟待解决的问题。作为射频接收机第一级有源模块,射频接收前端具有抗阻塞能力是后级模块电路能够正常工作的前提。因此,设计一款全集成抗阻塞射频接收前端具有重要的研究意义。论文设计了一款应用于2.4GHz ISM频段射频接收机中的全集成抗阻塞射频接收前端。论文描述了射频接收机的主要性能指标以及全集成抗阻塞射频接收前端的六种主要结构,并通过对比各种结构的优缺点,确定本文全集成抗阻塞射频接收前端采用前馈抵消结构。整个全集成抗阻塞射频接收前端由低噪声放大器、前馈抵消结构抗阻塞射频放大器和下混频器组成。低噪声放大器采用电容交叉耦合跨导增强技术,降低噪声系数和提高增益。基于无源混频开关管阻抗频移特性,设计射频带阻滤波器,构成本文前馈抵消结构射频抗阻塞放大器前馈支路。为了实现主支路与前馈支路良好增益和相位匹配,提出以无源混频开关管和共源放大器级联结构电路取代电阻用作主支路负载。设计一种新型二阶高通阻抗合成器,通过提高射频带阻滤波器的带内抑制比,提升射频抗阻塞放大器带外抑制比。下混频器采用无源混频器结构,跨阻级采用有源负反馈技术提高输入管跨导,实现低阻抗输入。基于TSMC 0.13μm RFCMOS工艺设计了具体的电路与版图,并进行了前后仿真验证。后仿真结果表明,在1.2V的电源电压下,功耗为17mW；工作在2.4GHz-2.48GHz频段时,反射系数小于-26dB,噪声系数小于5.3dB,带内增益大于61.5dB,带外抑制比大于42dB@20MHz,各项性能指标均达到了指标要求。
【关键词】：全集成抗阻塞 射频前端 二阶高通阻抗合成器 前馈抵消结构 匹配 带外抑制比
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN850
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 论文背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 论文主要工作11-12
• 1.4 论文内容概述12-13
• 第二章 全集成抗阻塞射频前端概述13-27
• 2.1 射频接收机的主要性能参数13-19
• 2.1.1 反射系数13-14
• 2.1.2 噪声系数和灵敏度14-15
• 2.1.3 线性度与无杂散动态范围15-19
• 2.2 全集成抗阻塞射频前端经典结构19-25
• 2.2.1 阻塞信号抵消结构19-20
• 2.2.2 多路滤波结构20-23
• 2.2.3 无低噪声放大器结构23-25
• 2.3 本章小结25-27
• 第三章 2.4GHz全集成抗阻塞射频前端电路设计27-51
• 3.1 2.4GHz全集成抗阻塞射频接收前端的整体结构设计27-28
• 3.1.1 全集成抗阻塞射频接收前端的结构分析27-28
• 3.1.2 全集成抗阻塞射频接收前端的结构方案28
• 3.2 低噪声放大器的设计28-36
• 3.2.1 低噪声放大器电路结构比较29-33
• 3.2.2 低噪声放大器电路设计33-36
• 3.3 射频抗阻塞放大器的设计36-41
• 3.3.1 射频抗阻塞放大器设计36-38
• 3.3.2 射频抗阻塞放大器优化38-41
• 3.4 下混频器的设计41-46
• 3.4.1 下混频器结构的性能比较41-46
• 3.4.2 下混频器电路设计46
• 3.5 2.4GHz全集成抗阻塞射频接收前端的联合前仿真46-49
• 3.6 本章小结49-51
• 第四章 版图设计和后仿真验证51-61
• 4.1 射频接收前端的版图设计51-54
• 4.1.1 射频模拟版图设计51-53
• 4.1.2 全集成抗阻塞射频接收前端版图53-54
• 4.2 全集成抗阻塞射频接收前端后仿真验证54-58
• 4.3 本章小结58-61
• 第五章 总结与展望61-63
• 5.1 总结61-62
• 5.2 展望62-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-69
• 作者简介69

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本文编号：1117601