无线接收机前端低噪放大器的研究

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1、无线接收机前端低噪放大器的研究专业名称：电路与系统申请人：岑明灿指导教师：宋树祥教授论文答辩委员会主席：主皇!：!!公委员：受蚴莒二钲锹粼lIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIY2585440无线接收机前端低噪放大器的研究研究生：岑明灿导师：宋树祥教授专业：电路与系统研究方向：模拟集成电路设计年级：2011级摘要当今，随着无线通信技术的迅速发展，人们对无线通信的移动性、高数据传输率的需求日益增加。低噪声放大器(LNA)作为射频接收机前端的关键器件．一直受到微电子业界的重点研究，而小型化、低功耗、低成本和

2、集成化也已成为当前射频无线终端发展的必然趋势。因此，为适应各种高速率、低功耗的无线通信新标准，加强对射频CMOS集成电路的研究有着重要意义。本文旨在对应用于无线接收机前端中的低噪声放大器进行深入研究和设计。本文首先对低噪声放大器的设计理论进行了详细的阐述，包括经典的S参数理论，噪声理论，放大器的线性度和射频CMOS器件特性：接着对LNA的设计技术进行重点分析和研究，探讨和掌握低噪声放大器的设计方法；第三，根据掌握的LNA理论知识，设计了一款中心频率为5．7GHz可支持802．1la无线局域网应用的窄带低噪声放大器。第四，通过对宽带

3、低噪声放大器的研究，针对传统共栅输入匹配结构的超宽(UwB)低噪声放大器跨导受限问题，探讨了～种新型的输入匹配结构来缓解跨导的受限，并完成～款频率从3．IGHz到10．6GHz的超宽带低噪声放大器设计和验证，这包含对其版图设计和后仿真验证。本文低噪声放大器的设计采用TSMCO．18／．onRFCMOS工艺，其中超宽带低噪声放大器的仿真结果表明，在1．8V供电电压下。从3．1GHz到10．6GHz整个超宽带频带范围内，放大器的输入和输出回波损耗均小于．10dB，噪声系数为3．5±O．15dB，增益可达16．5±0．6dB，在5．75

4、GHz处IIP3为．13．78dBm，功耗为8．672mW。关键词：低噪声放大器；超宽带；版图；共栅ABSTRACTResearchonLowNoiseAmplifierforWirelessReceiverFront-EndsGraduateStudent：MingcanCenSupervisor：Prof．ShuxiangSongGrade：201Major：CircuitandSystemResearchDirection：AnalogIntegratedCircuitDesignNowadays．、丽tlltherapid

5、developmentofwirelesscommunicationtechnology,demandforwirelesscommunicationsystemfeaturinghighdataratesandmobilityisincreasinglywidening．Asthekeycomponentoftheradio—frequency(RF)receiverfront—end，lownoiseamplifier(LNA)hasallalongbeenthefocusofthemicroelectronicsindust

6、ryresearch，whilstminiaturization，lowpowerconsumption，lowcostandintegrationarenowaninevitabletrendforthedevelopmentofRFwirelessterminals．Therefore，anin-depthresearchofRFCMOSintegratedcircuitsisofgreatsignificancetomeetthenewstandardsofwirelesscommunicationrequirementsw

7、hichfeaturesarehigherspeedandlowerpowerconsumption．Thepurposeofthispaperistogiveanin—depthstudyanddesignthelownoiseamplifierusedonwirelessreceiverfront—ends．Firstly,adetailedexplanationofthebasicdesigntheoryofthelownoiseamplifierisgiven，沥thSparameters，theoryofnoise，th

8、elinearityoftheamplifierandRFCMOSdevicefeaturesallincluded．ThenfurtheranalysisandresearchofLNAdesigntechniqueswitllanattempt