无线传感器网络的2.4GHz低功耗低中频射频接收前端的设计

摘要

在0.18μm CMOS工艺下设计了一种用于无线传感器网络的具有低功耗、低中频特性的2.4GHz射频前端.该射频前端由一个共栅结构的可变增益低噪声放大器(VGLNA)和一个低功耗折叠正交吉尔伯特结构混频器构成,内部同时集成了一个给混频器提供IQ差分本振信号的二分频器以及一组缓冲器.其低噪声放大器具有高、低两个增益模式.为了弥补共栅低噪声放大器在增益和噪声等性能方面的不足,选取有一定增益的折叠吉尔伯特有源混频器结构.对共栅结构的低噪声放大器的设计过程、相关负载电感建模过程及混频器设计过程进行了详细分析,对整个射频前端芯片进行了测试,测试结果显示,射频前端核心电路在1.8V电源电压下工作电流为3.2mA,功耗为5.76mW;在高增益模式下,具有26dB的转化电压增益及8dB的噪声系数;在低增益模式下,输入1dB压缩点为-20dBm.