双频段射频前端低噪声放大器和混频器电路设计

摘要

随着无线通信技术的迅猛发展和巨大的市场空间，相关的各种无线集成解决方案一直被广泛研究，其中基于CMOS工艺的解决方案由于成本、功耗的优势已成为研究热点，作为射频接收机中的两个重要的模块-低噪声放大器和混频器，采用CMOS工艺设计早就引起RFIC设计业的重视。本文采用CMOS工艺进行了一个应用于无线局域网(802.11a)和3G(2.6GHz频段)通讯双频段零中频接收机中的低噪声放大器和混频器的设计。
　　首先，本文给出了一个带有有源单双端转换电路的双频段低噪声放大器电路结构,该低噪声放大器是对已知的一种双频段低噪声放大器结构进行改进，使用功耗限制下噪声和输入同时匹配(PowerConstraintSimultaneousNoiseandInputMatching，PCSNIM)技术进行理论分析和性能优化。仿真结果表明在2.6GHz和5.2GHz两个频段输入阻抗为50欧姆，噪声系数为0.649dB和0.778dB，增益为14.98dB和9.5dB。
　　其次，在分析双平衡吉尔伯特混频器的基础上，采用了积分型吉尔伯特混频器结构,同时加入了共模反馈电路和差模反馈电路对直流偏移进行改善，使得直流偏移电压降低到未改善前的5％。将低噪声放大器和混频器级联，利用这两个模块之间阻抗匹配程度实现整个射频前端电路的增益可控。在2.6GHz和5.2GHz两个频段功率增益变化范围分别为42～52dB和24～51dB。
　　最后本文给出了整体电路的仿真，完成了整个电路版图的设计，并对今后的工作提出了意见和建议。

目录

双频段射频前端低噪声放大器

DESIGN OF LNA AND MIXER FOR DUAL-BAND RF FRONT ENDS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 射频接收机

1.3 国内外发展现状

1.4 本文的主要研究内容和论文结构

第2章 射频前端电路基本概念

2.1 双端口S参数

2.2 接收机的性能指标

2.3 本章小结

第3章 低噪声放大器设计

3.1 低噪声放大器概述

3.2 MOS器件的噪声模型

3.3 双频段LNA阻抗匹配和噪声分析

3.4 本章小结

第4章 混频器电路设计

4.1 混频器工作原理

4.2 混频器设计

4.3 本章小结

第5章 LNA和Mixer级联仿真

5.1 偏置电路

5.2 电感建模

5.3 LNA和Mixer级联仿真

5.4 版图设计

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢