3.1-4.8ghz宽带接收机射频前端电路的研究和设计

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1、AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchandDesignof3.1-4.8GHzWidebandReceiverRFFront-endCandidate:HuangJiannanMajor:Microelectronics&solid-stateelectronicsSupervisor:AssociateProf.ZhangKefengHuazhongUniv

2、ersityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJan,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，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结果由本人承担。学位论文作者签名：年月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、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家

3、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。本人授权华中科技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。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日华中科技大学硕士学位论文摘要超宽带（UltraWideband）系统因具有高的传输速率，低的功耗以及高的安全性等优势获得了普遍的关注和研究开发。其在短距离范围内传输速率可以达到110Mbps

4、~480Mbps，被认为是未来短距离高速无线通信系统的最佳解决方案。随着IC技术的不断发展，采用CMOS工艺实现低成本高性能的单片射频集成电路成为可能。在超宽带接收机系统中，低噪声放大器（LNA）和下混频器（DownMixer）作为射频前端电路最核心的模块，其性能的好坏直接决定了接收机的性能。本文设计了工作在3.1-4.8GHz的MB-OFDM超宽带接收机射频前端电路，包括低噪声放大器（LNA）和下混频器（DownMixer）。论文首先从MB-OFDMUWB系统指标入手，详细的分析并推算了UWB接收机系统的关键指

5、标，然后分析了现有的接收机结构，根据系统的复杂度和成本确定以零中频结构作为系统的结构，并依据功耗和系统的优化的结果将接收机的总指标分配到各个模块，接下来详细分析了低噪声放大器和混频器电路的输入匹配、噪声系数、转换增益以及线性度等关键参数，给出了详尽的小信号模型和仿真结果，最后根据已有的版图设计经验，优化设计了LNA和混频器的版图。电路的实现采用了TSMC0.18μm1P8MRFCMOS工艺，仿真结果表明，在3.1-4.8GHz工作频段内，LNA的增益为13dB，带内增益纹波小于0.2dB，噪声系数低于4dB，反射

6、系数小于-10dB，混频器的转换增益为8dB，IIP3为5.2dBm，噪声系数为9dB，在1.8V的供电电压下，两者消耗的总电流为15mA，能够很好的满足UWB系统的超宽带低功耗的要求。关键词：超宽带接收机射频前端低噪声放大器混频器I华中科技大学硕士学位论文AbstractAsforthehighdata-rata,lowpowerconsumptionandhighsecurity,ultrawidebandsystemisbeingconcernedanddevelopedwidely.TheUWBsyste

7、m'sdata-ratacanupto110Mbps~480Mbps,isconsideredasthebestsolutionforshortdistanceandhigh-rataratawirelesscommunicationinthefuture.AndthecontinuousdevelopmentsofICtechnologymakethelow-costhigh-performancemonolithicRFICwithCMOSprocesspossible.LNAanddownmixerasth

8、emostimportantpartdeterminesthesystem'sperformancedirectly.Thisthesisresearchedanddesignedareceiverfront-endfor3.1-4.8GHzMB-OFDMsystem,includingLNAandDown-mixer.ThethesisstartwiththeUWBsy