应用于IMT-Advanced和UWB系统的双频带低噪声放大器设计

摘要

随着无线通信市场的快速发展，无线通信标准也在蓬勃发展，比如GSM(Global System of Mobile Communication)，超宽带(Ultra-Wide Band,UWB),IMT-Advanced(Advanced International Mobile Communications)。近年来，多标准通信系统异军突起，多标准通信系统的主要优势在于：面积小，成本低，兼容性强。
　　 超宽带(Ultra-Wide Band)无线通信-宽带通信的一种重要实现模式-是一种应用于短距离、高速无线通信技术，具有低成本、低功耗、频谱利用效率高等优点。IMT-Advanced，又称为B3G(Beyond3G)或第四代移动通信技术(4G)，是未来无线通信系统的发展趋势。
　　 低噪声放大器(Low Noise Amplifier)位于射频接收机的前端，其性能对整个接收机的性能有重要影响，它的主要特点有：噪声系数越小越好；提供一定的增益以减小LNA后级电路对噪声系数的贡献，但增益不宜过大；稳定工作；具有一定的选频功能以抑制带外噪声。
　　 传统的可重构低噪声放大器一般用于窄带传输系统，目前对于应用于宽带系统的双频段可重构低噪声放大器的研究较少，双频段低噪声放大器要求在两个频段内都要对噪声系数、功率增益、输入输出匹配等指标进行综合考虑，在片螺旋电感的Q值也是限制低噪声放大器指标的重要因素。
　　 本课题采用SMIC0.13μmCMOS工艺设计并实现用于IMT-Advanced(3.4-3.6GHz)和UWB(4.2-4.8GHz)系统的双频段可重构低噪声放大器。低噪声放大器可以在IMT-Advanced和UWB频段内自由切换，在两个频段内都达到了较好的功率增益和噪声系数，同时满足输入输出匹配要求。仿真结果表明：在IMT-Advanced频段：S11＜-15dB,S22＜-14dB,S21＞18.7dB,S12＜-50dB,NF＜2.6dB;在UWB频段：S11＜-19dB,S22＜-14dB,S21＞17.9dB,S12＜-50dB,NF＜3.3dB。芯片面积为1.2×0.9mm2。