应用于60ghz接收机的12ghz无源下变频混频器芯片设计

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1、隶。初女·譬硕士学位论文万方数据应用于60GHz接收机的12GHz无源下变频混频器芯片设计万方数据DESIGNOF12GHZBROADBANDDOWN—CONVERSIONMIXERFOR60GHZRECEIVERADISSERTATl0NSU『BMITTEDT0SOUTHEASTUNIVERSITYFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringByGeMengSupervisedbyProf．YoUXiaohuAndAsscociateProf．LiLianmingNationalMobileCo

2、mmunicationsResearchLaboratorySchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityJan．2014Nanjing，China万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。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过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。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作

3、了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：盖．：錾一一日期：坦i竺。量乏l东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：扭导师签研究生签名：壶芝导师签万方数据摘要随着信息技术产业的迅速发展，无

4、线通信技术已经成为研究的热点。近年来，在多媒体和数据业务快速增长的背景下，60GHz频段短距离高速无线通信受到了越来越多的关注，在下一代无线通信技术研究中具有很大的潜力。本文以60GHz射频接收机为背景，基于65nmCMOS工艺，针对接收机中的12GHz下变频混频器模块进行了设计与研究。论文第一章首先介绍了60GHz短距离无线通信的研究背景及意义，总结了60GHz短距离无线通信系统和60GHz毫米波混频器的研究动态，最后对比论述了60GHz短距离通信系统中常用的几种接收机结构，本课题所在的项目选用了滑动中频接收机的结构。第二章介绍了混

5、频器的基本理论，首先阐述了混频器的工作原理，接着分别介绍了有源混频器和无源混频器的原理与结构，最后介绍了衡量混频器性能好坏的主要参数，包括转换增益／损耗、噪声、线性度和端口隔离度等。第三章为无源混频器的基本理论，阐述了无源混频器的工作原理以及相较于有源混频器的优势。对比介绍了电压驱动型无源混频器和电流驱动型无源混频器的电路结构和工作原理，对电流型无源混频器的转换增益、噪声以及线性度这些性能进行了详细的分析。第四章给出了12GHz无源下变频混频器的设计。该电路由跨导级、开关级和跨阻放大器三部分组成。为进一步提高电路的线性度性能，其跨导级

6、电路采用了NMOS伪差分电路结构，开关级电路则利用源极负反馈。为提高电路的带宽等性能，跨阻放大器中采用了一个两级的前馈补偿运算放大器。仿真结果表明，该运算放大器的增益为66dB，增益带宽积GBW可达5．4GHz。基于以上电路，该混频器仿真性能如下：电压转换增益大于12．4dB；双边带噪声系数NF小于24．2dB；输入ldB压缩点为一10dBm；输入三阶交调截点为．2．9dBm；本振一基带(LO．BB)和本振一中频(LO．IF)端口间隔离度分别为143dB和149dB；中频一基带(IF—BB)间端口隔离度大于93dB：输入3dB带宽为1

7、．2GHz：1．2V电压整体功耗仅为38．8mV。最后，对本文的研究内容进行了总结与展望。关键词：60GHz，毫米波电路，无源混频器，源极负反馈，互补金属氧化物半导体万方数据摘要万方数据AbstractWiththerapiddevelopmentoftheinformationtechnology,thewirelesscommunicationhasbecomeahotresearchtopic．Duetotherapidrisingofmultimediaanddatacommunication，recently60GHzwir

8、elesscommunicationhasattractedmoreandmoreattention，whichhasastrongpotentialinthenextgenerationwirelesscommunic