多模多标准接收机中抗阻塞射频前端的设计

发布时间：2017-06-19 21:01

  本文关键词：多模多标准接收机中抗阻塞射频前端的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在未来的空间环境内,多模式多标准多频段的无线通信应用广泛共存将是无线通信技术发展的一个重要趋势。集成了多种无线通信系统的单一芯片具有广泛的应用前景,因此支持多模式多标准的射频收发机成为了人们的研究热点。而抗阻塞性能一直是宽带多模式多标准接收机设计过程中的瓶颈之一,本文将对抗阻塞接收机的射频前端进行研究和设计。本论文基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺设计了一个应用于多模多标准射频收发机中的抗阻塞射频前端,包含宽带低噪声放大器和阻抗转移网络。宽带低噪声放大器采用电容交叉耦合共栅结构,以无源混频器为基础的阻抗转移网络将基带阻抗特性搬移至射频频段,在射频频段实现了高Q值的滤波。宽带低噪声放大器采用3V电压供电,工作频段覆盖0.6GHz-2.8GHz,频段内S11小于-18.0dB,S21大于18.2dB,噪声系数小于2.9dB, IIP3为-0.55dBm,OIP3为18.14dBm。射频前端的抗阻塞性能可以通过调节电容阵列控制字调节。当设置为最窄中频带宽时,电路对于2.4GHz处零中频信号具有大于17dB的电压增益,对于20MHz频偏处阻塞信号的电压增益约为3dB,电路对于阻塞信号具有大于14dB的抑制作用。芯片设计尺寸0.66mm×0.58mm,除输出缓冲外电路功耗为10.8mW,输出缓冲电路功耗为30.6mW。后仿真结果表明电路具有显著的抗阻塞功能,基本满足各项设计指标。
【关键词】：抗阻塞 宽带 低噪声放大器 电容交叉耦合 无源混频器 阻抗转移
【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】：TN851
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题背景和意义8
• 1.2 抗阻塞概念8-10
• 1.3 宽带抗阻塞接收机概述10-11
• 1.4 研究内容和设计指标11-12
• 1.5 论文组织结构12-14
• 第2章 抗阻塞射频前端基本理论14-32
• 2.1 宽带抗阻塞接收机结构14-18
• 2.1.1 平移滤波结构14-15
• 2.1.2 Brute-force先混频结构15-16
• 2.1.3 电流模式LNA基带滤波结构16
• 2.1.4 阻抗转移射频滤波结构16-17
• 2.1.5 抗阻塞射频前端结构17-18
• 2.2 抗阻塞射频前端中的宽带低噪声放大器18-26
• 2.2.1 低噪声放大器的技术参数18-22
• 2.2.2 常用宽带低噪声放大器结构22-26
• 2.2.3 本文采用的宽带低噪声放大器结构26
• 2.3 抗阻塞射频前端中的无源混频器26-31
• 2.3.1 混频原理26-28
• 2.3.2 无源混频器性能参数28-29
• 2.3.3 无源混频器结构29-30
• 2.3.4 本文采用的无源混频器结构30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 抗阻塞射频前端分析与设计32-62
• 3.1 抗阻塞原理分析32-34
• 3.2 抗阻塞射频前端中宽带低噪声放大器的设计34-46
• 3.2.1 共栅结构的优化技术34-38
• 3.2.2 电路结构38-39
• 3.2.3 参数设计39-42
• 3.2.4 偏置电路设计42-43
• 3.2.5 抗阻塞射频前端中宽带低噪声放大器前仿真和分析43-46
• 3.3 抗阻塞射频前端中阻抗转移网络的设计46-51
• 3.3.1 无源混频器设计46
• 3.3.2 四相本振信号生成电路设计46-49
• 3.3.3 开关电容阵列设计49-50
• 3.3.4 抗阻塞射频前端中阻抗转移网络前仿真50-51
• 3.4 缓冲电路设计51-52
• 3.5 抗阻塞射频前端前仿真结果与分析52-61
• 3.6 本章小结61-62
• 第4章 抗阻塞射频前端版图设计和后仿真分析62-74
• 4.1 抗阻塞射频前端版图设计62-65
• 4.1.1 版图设计流程62-63
• 4.1.2 版图设计注意要点63-64
• 4.1.3 抗阻塞射频前端版图设计64-65
• 4.2 抗阻塞射频前端后仿真结果与分析65-72
• 4.3 本章小结72-74
• 第5章 总结与展望74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 攻读硕士学位期间的研究成果82

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