低功耗超宽带射频接收机前端电路的研究与设计

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1、学校代号：10532学密号：S11101060级：普通湖南大学硕士学位论文低功耗超宽带射频接收机前端电路的研究与设计ResearchandDesignofUltraWidebandLowPowerR正Front—EndCircuitbyLIUJianB．E．(HunanUniVersityofTechnology)2010AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringCommunicationinth

2、eGraduateSchoolofHunanUniVersitySuperVisorProfessorWrANGChunhuaJune，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。储繇刘良日期：列乒年多月乡日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用

3、学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√")作者签名：导师签名：日期：·如f牛年6月石日日期：莎叼r咿6月台日支幻参文低功耗超宽带射频接收机前端电路的研究与设计摘要近年来，随着无线通信技术的飞速发展，人们对大容量高性能无线通信系统的要求也日益提高。自从美国

4、联邦通信委员会(FCC)开放3．1～10．6GHz频带以来，超宽带(UWB)技术一直是工业界和学术界研究的热点。这种技术具有功耗低、数据传输速率高(通常>1Gb／s)、抗干扰能力强、频谱利用率高以及系统容量大等优点。然而，伴随着无线智能手持终端的迅猛发展，功耗是限制其进一步发展的瓶颈。因此研究与设计低功耗超宽带射频接收机芯片具有重大的理论与实践意义。基于以上背景，在文献阅读与理论分析的基础上，本文提出了应用于UWB无线接收机前端且具有低功耗特点的低噪声放大器(LNA)与下混频器(Mixer)电路。本文的主要研究成果如下：(1)

5、提出了一种具有低功耗、高线性度以及高增益的低噪声放大器。该电路采用共栅结构实现输入匹配，采用正向衬底偏置技术与电流复用技术降低功耗，采用后失真技术提升线性度。仿真结果表明，在1．2V的工作电压下，在2～12GHz频带内，输入反射系数S11小于．10．1dB，输出反射系数S22小于．15．2dB，最大转换增益为16．9dB，最小噪声系数为2．6dB，IIP3为10dBm，整个电路的功耗仅有1．9mW，以上仿真结果充分说明了本文所设计的低噪声放大器在低功耗条件下各方面性能良好。(2)提出了一种具有低电压、低功耗以及低噪声特性的有源

6、下混频器。该电路基于传统吉尔伯特(Gilbert)双平衡结构，使用衬底注入技术使电路实现低压低功耗，使用动态偏置技术降低混频器的噪声。仿真结果表明，电路的工作电压为O．79V，工作的频率范围为O．6～12GHz，转换增益为9．5～13．1dB，噪声系数为8．1～11．7dB，IIP3约为。10dBm，电路的功耗为0．8mW。以上仿真结果表明该混频器实现了低电压、低功耗以及低噪声的优良性能。本文所提出的电路均采用0．18umRFCMOS工艺实现，采用ADS软件对电路进行模拟仿真和优化设计，使用Cadence软件完成版图设计。通过

7、与近年来国内外相关文献的对比，可以发现本文所设计的电路具有结构简单、频带宽、功耗低等特点。最后，论文对所设计的低噪声放大器以及混频器电路进行了整体的总结并指出了今后工作的方向。关键词：低功耗；超宽带；低噪声放大器；混频器II硕士学位论文AbstractRecently，withthedevelopmentofwirelesscommunicationtechnology，thedemandforlargecapabilityandhighperformancewirelesscommunicationsystemshasbee

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