低功耗超寬帶射頻接收機(jī)前端電路的研究與設(shè)計(jì)

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1、學(xué)校代號(hào)：10532學(xué)密號(hào)：S11101060級(jí)：普通湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文低功耗超寬帶射頻接收機(jī)前端電路的研究與設(shè)計(jì)ResearchandDesignofUltraWidebandLowPowerR正Front—EndCircuitbyLIUJianB．E．(HunanUniVersityofTechnology)2010AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringCommunicationinth

2、eGraduateSchoolofHunanUniVersitySuperVisorProfessorWrANGChunhuaJune，2014湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。儲(chǔ)繇劉良日期：列乒年多月鄉(xiāng)日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用

3、學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密口，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。2、不保密團(tuán)。(請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√")作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：·如f牛年6月石日日期：莎叼r咿6月臺(tái)日支幻參文低功耗超寬帶射頻接收機(jī)前端電路的研究與設(shè)計(jì)摘要近年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)大容量高性能無(wú)線通信系統(tǒng)的要求也日益提高。自從美國(guó)

4、聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)開(kāi)放3．1～10．6GHz頻帶以來(lái)，超寬帶(UWB)技術(shù)一直是工業(yè)界和學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。這種技術(shù)具有功耗低、數(shù)據(jù)傳輸速率高(通常>1Gb／s)、抗干擾能力強(qiáng)、頻譜利用率高以及系統(tǒng)容量大等優(yōu)點(diǎn)。然而，伴隨著無(wú)線智能手持終端的迅猛發(fā)展，功耗是限制其進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。因此研究與設(shè)計(jì)低功耗超寬帶射頻接收機(jī)芯片具有重大的理論與實(shí)踐意義?；谝陨媳尘?，在文獻(xiàn)閱讀與理論分析的基礎(chǔ)上，本文提出了應(yīng)用于UWB無(wú)線接收機(jī)前端且具有低功耗特點(diǎn)的低噪聲放大器(LNA)與下混頻器(Mixer)電路。本文的主要研究成果如下：(1)

5、提出了一種具有低功耗、高線性度以及高增益的低噪聲放大器。該電路采用共柵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸入匹配，采用正向襯底偏置技術(shù)與電流復(fù)用技術(shù)降低功耗，采用后失真技術(shù)提升線性度。仿真結(jié)果表明，在1．2V的工作電壓下，在2～12GHz頻帶內(nèi)，輸入反射系數(shù)S11小于．10．1dB，輸出反射系數(shù)S22小于．15．2dB，最大轉(zhuǎn)換增益為16．9dB，最小噪聲系數(shù)為2．6dB，IIP3為10dBm，整個(gè)電路的功耗僅有1．9mW，以上仿真結(jié)果充分說(shuō)明了本文所設(shè)計(jì)的低噪聲放大器在低功耗條件下各方面性能良好。(2)提出了一種具有低電壓、低功耗以及低噪聲特性的有源

6、下混頻器。該電路基于傳統(tǒng)吉爾伯特(Gilbert)雙平衡結(jié)構(gòu)，使用襯底注入技術(shù)使電路實(shí)現(xiàn)低壓低功耗，使用動(dòng)態(tài)偏置技術(shù)降低混頻器的噪聲。仿真結(jié)果表明，電路的工作電壓為O．79V，工作的頻率范圍為O．6～12GHz，轉(zhuǎn)換增益為9．5～13．1dB，噪聲系數(shù)為8．1～11．7dB，IIP3約為。10dBm，電路的功耗為0．8mW。以上仿真結(jié)果表明該混頻器實(shí)現(xiàn)了低電壓、低功耗以及低噪聲的優(yōu)良性能。本文所提出的電路均采用0．18umRFCMOS工藝實(shí)現(xiàn)，采用ADS軟件對(duì)電路進(jìn)行模擬仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用Cadence軟件完成版圖設(shè)計(jì)。通過(guò)

7、與近年來(lái)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)本文所設(shè)計(jì)的電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻帶寬、功耗低等特點(diǎn)。最后，論文對(duì)所設(shè)計(jì)的低噪聲放大器以及混頻器電路進(jìn)行了整體的總結(jié)并指出了今后工作的方向。關(guān)鍵詞：低功耗；超寬帶；低噪聲放大器；混頻器II碩士學(xué)位論文AbstractRecently，withthedevelopmentofwirelesscommunicationtechnology，thedemandforlargecapabilityandhighperformancewirelesscommunicationsystemshasbee

8、nonagreatupsurge．Sincethereleaseofultra-wideband(UWB)bytheFederalCommunicationsCommission(FCC)，UWBsystems，whosefrequencybandsarefrom3．1to1