2.45ghz半有源标签的接收机关键模块的研究

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1、2.45GHz半有源标签的接收机关键模块的研究AnalysisandDesignofKeyModuleofReceiverfor2.45GHzSemi-activeTag学科专业：微电子学与固体电子学研究生：罗锋指导教师：肖谧副教授天津大学电子信息工程学院二零一五年十二月摘要近年来，随着无线通讯技术的高速发展，应用上对高性能无线通信系统的要求也在逐渐提高，尤其物联网和智能硬件产业的兴起，都在不断促进着射频识别（RFID）技术的发展，该项技术已在物流、身份识别、金融支付以及医疗等领域得到广泛应用。随着应用得不断扩大、需求的日益提高，人们对于无线射频识别技术的要求

2、也越来越高。半有源标签是无线收发系统中，对有源和无源标签在功耗及读写距离上的折衷考虑。本文主要研究是基于协议ISO/IEC1800-4的半有源标签接收机射频前端关键模块的研究，主要包括低噪声放大器和下变频混频器两大模块。本文对射频识别技术的基本理论及应用进行了介绍，并分析了目前主要的射频接收机系统及其优缺点，重点针对2.45GHz接收机射频前端的两大关键模块—LNA和Mixer的各项指标进行分析、论述和折衷，设计了一个全差分结构的低噪声放大器，在1.8V的工作电压下，电流消耗为7.8mA，S11为-14.9dB，S21（电压增益）为17.5dB，噪声系数为2.

3、21dB，输入三阶交调点为2.21dBm；下变频混频器，改进了经典的Gilbert结构，并分别采用了共享跨导正交结构、电流注入技术来提高增益、减小噪声。仿真结果表明，论文设计的混频器在1.8V的工作电压下，电流消耗为3.1mA，转换增益为17.18dB，输入1dB压缩点与输入三阶截点分别为-13.5dBm、-3.23dBm，在2M中频下的噪声系数为14dB。本文设计的低噪声放大器和混频器均采用UMC0.18μm工艺，进行了电路及其相应的版图设计，性能指标达到了接收机系统的设计要求，可很好应用于半有源标签接收机的系统中。关键词：2.45GHz；半有源标签；低噪声

4、放大器；混频器ABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentofwirelesscommunicationstechnology,thegraduallyimprovingoftheapplicationofhigh-performancewirelesscommunicationsystemrequirements,andespeciallywiththeriseofintelligentnetworkingandhardwareindustries,allthesefieldsareconstantlypromo

5、tingthedevelopmentofradiofrequencyidentification(RFID)technologywhichhasbeenwidelyusedinlogistics,identification,financialpaymentandmedicalfields.Asapplicationshavecontinuedtoexpand,people’sdemandforRFIDtechnologyisalsoincreasing.Semi-activetagsarethecompromiseofradiosystems,activea

6、ndpassivetagsonpowerandtoreadandwritedistance.ThispaperisbasedontheresearchprotocolISO/IEC1800-4semi-activetagsreceiverRFfront-endbasedkeymodules,includingalownoiseamplifierandadown-conversionmixer.Thepaperintroducesthebasictheoryandapplicationofradiofrequencyidentificationtechnolog

7、y,andanalyzesthemainadvantagesanddisadvantagesoftheRFreceiversystem,focusingontheindicatorsforthe2.45GHzreceiverRFfront-endofthetwokeymodulesof-LNAandMixerforanalysis,discussionandcompromise,designedafullydifferentiallownoiseamplifierstructure,at1.8Voperatingvoltage,currentconsumpti

8、onis7.8mA,S11is-14.