无线收发机射频前端强弱信号模块电路研究

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1、独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国科学研究院或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解中科院半导体所有关保留、使用学位论文的规定，即：所内有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；所内可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定)签名：导师签名：

2、日期：摘要无线收发机射频前端强弱信号模块电路研究快速增长的各类无线通信的应用需求，形成了对应的多种射频集成电路的研发需求。高性能，高集成度的无线收发机的发展需求成为无线通信芯片的研发趋势。射频前端电路作为无线收发机的关键部件，天线接收端的弱信号和发送端的强信号，对应电路设计有着极大的差别。开展射频前端强弱模块电路的研究，对无线收发机实现高性能有着重要意义。本文基于高性能SiGe工艺和标准CMOS工艺，对无线收发机射频前端电路展开了深入研究。论文的主要工作以及创新性成果如下t1．深入研究了LNA的噪声与线性度优化技术，提出一种基于mMSiGe．5HPEfBiCMOS)I艺，应用于CMMB射频t

3、aller的宽带高动态范围的LNA结构，工作频率为170M-245MHz，470M-860MHz，最大增益20dB，最小增益．5dB，高增益下双边带噪声系数2．5dB，低增益下输入三阶交调点达到5dBm。测试结果显示，利用此LNA的CMMB射频tuner灵敏度可达．96dBm，为业界的高水平。2．提出一种改进CMMB射频tuner的抗干扰能力的自动增益控制环路。控制环路包括离散射频增益可变放大器，RSSI以及增益控制算法。通过检测不同节点输出信号幅度控制射频前端各模块的增益。测试结果显示，利用此自动增益控制环路，增益范围>70dB，邻频数字干扰．37dBc，邻频模拟干扰．43dBc，优于常规

4、方式。3．对功率放大器效率与线性度理论进行了深入研究，提出了线性化技术中的数字预失真的一种实现技术。Matlab仿真结果显示，利用数字预失真技术，功率放大器对带外功率的抑制可以改善15．20dB。4．提出一种以功率放大器load．pull负载理论为基础的片上变压器负载优化方法，通过调节变压器初级线圈与次级线圈处的复阻抗使得功率放大器达到最大效率。TSMC0．139rnCMOS工艺下设计的应用于802．1lb／g无线收发机中变压器为负载的差分功率放大器，测试结果为输出功率．5dBm@EVM=．30dB，输出功率．3dBrn@旧VM=．27dB，输出功率．1dBm@EVM=．25dB，为业界领先

5、水平。关键字：无线收发机射频前端，CMMB，WLAN，低噪声放大器，功率放大器AbsttactResearchontheRFfront—endweakandstrongsignalmodulesfortransmitterapplicationAbs仃actFast-growingmarketofwirelesscommunicationrequiresmoreradiot旨equencyintegratedcircuits．Transceiverwithhi曲performanceandhighintegrationbecomesthemainstreamwiththedevelopmen

6、toffabricationtechnology．Asacrucialmoduleoftransceiver,theRFfi'ont-endplaysanimportantpartinimprovingtheperformanceoftransceiver．Forthereasonmentionedabove，itisworthytoCarlyouttheresearchonmodulesofRFfront．end．BaseonthefabricationtechnologyofBipolarandstandardCMOS，theresearchfortheRFfront-endofwire

7、lesstransceiverismadeinthispaper．Themaininnovativeworksofthisthesisaresummarizedasfollows：1．ResearchforimprovingnoisefigureandlinearityofLNAiscarriedout．ALNAwithbroadworkingbandandhighgainrangefortheCMMB—tu