射频集成电路中低噪声放大器的设计优化及微带光子晶体滤波器的分析设计

摘要

目前,射频集成电路存在广阔的市场,成为无线通信领域内研究的热点之一.本文的主要对射频无线接收前端集成电路尤其是射频接收机部分进行了深入的研究.其主要工作分为两部分:第一部分:射频集成电路中低噪声放大器的设计和优化首先对射频电子技术的发展和无线收发机的结构原理进行简要的介绍,然后针对MOSFET的物理特性展开分析讨论,包括能带,短沟道模型,噪声特性和稳定性分析;接下来对射频集成电路中的低噪声放大器进行详尽讨论和分析,特别是对共源共栅低噪声放大器的设计进行优化,求得最小噪声下的沟道宽度和长度;在共源级已优化的基础上,为了实现低噪声放大器的性能最优,提出了对共栅管的沟道宽度进行优化设计的方法.最后通过设计了一个2.4GHzCMOS LNA共源共栅结构对优化方法进行例证并进行讨论.第二部分:微带光子晶体滤波器的分析设计首先介绍了现代微波滤波器的基本概念、技术指标、分类、设计方法及发展方向,并对各种滤波器进行了比较和讨论,特别介绍了目前越来越受到重视的微带滤波器.然后介绍了一种新的技术——光子晶体,从理论到应用,从产生到未来的发展趋势.然后结合了光子晶体结构与微带线的特点,采用HFSS设计与仿真软件设计出了性能良好的中心频率为2.5GHz的带阻微波滤波器.同时对光子晶体滤波器的几何参数对滤波器性能指标的影响进行了定量的分析并讨论总结最后介绍了在设计与仿真过程中获得的一些定性的规律和经验,为以后的优化设计打下坚实的基础.