3.1-4.8GHz宽带接收机射频前端电路研究与设计
超宽带(Ultra Wideband)系统因具有高的传输速率,低的功耗以及高的安全性等优势获得了普遍的关注和研究开发。其在短距离范围内传输速率可以达到110Mbps～480Mbps,被认为是未来短距离高速无线通信系统的最佳解决方案。随着IC技术的不断发展,采用CMOS工艺实现低成本高性能的单片射频集成电路成为可能。在超宽带接收机系统中,低噪声放大器(LNA)和下混频器(Down Mixer)作为射频前端电路最核心的模块,其性能的好坏直接决定了接收机的性能。 本文设计了工作在3.1-4.8GHz的MB-OFDM超宽带接收机射频前端电路,包括低噪声放大器(LNA)和下混频器(Down Mixer)。论文首先从MB-OFDM UWB系统指标入手,详细的分析并推算了UWB接收机系统的关键指标,然后分析了现有的接收机结构,根据系统的复杂度和成本确定以零中频结构作为系统的结构,并依据功耗和系统的优化的结果将接收机的总指标分配到各个模块,接下来详细分析了低噪声放大器和混频器电路的输入匹配、噪声系数、转换增益以及线性度等关键参数,给出了详尽的小信号模型和仿真结果,最后根据已有的版图设计经验,优化设计了LNA和混频器的版图。 电路的实现采用了TSMC0.18μm1P8M RF CMOS工艺,仿真结果表明,在3.1-4.8GHz工作频段内,LNA的增益为13dB,带内增益纹波小于0.2dB,噪声系数低于4dB,反射系数小于-10dB,混频器的转换增益为8dB,IIP3为5.2dBm,噪声系数为9dB,在1.8V的供电电压下,两者消耗的总电流为15mA,能够很好的满足UWB系统的超宽带低功耗的要求。
无线通信;宽带接收机;电路设计;仿真分析
华中科技大学
硕士
微电子学与固体电子学
张科峰
2012
中文
TN851
73
2012-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）