GNSS系统中镜像抑制混频器的设计

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1、（ｇ）办姜卹ｔ大＃硕士研宄生学位论文ＧＮＳＳ系统中镜像抑制混频器的设计作者：李东亚指导教师：黄海生教授、蒲小兵高工专业学麵Ｊ（繼）：工程硕士（电子与通信工程）二〇一ＳＥＫ论文曰期：八年六月硕士研究生学位论文GNSS系统中镜像抑制混频器的设计作者：李东亚指导教师：黄海生教授、蒲小兵高工专业学位类别（领域）：工程硕士（电子与通信工程）提交论文日期：二○一八年六月单位代码11664学号1502210066分类号TN432密级西安邮电大学硕士研究生学位论文题（中、英文）目GNSS系统中镜像抑制混频器的设计DesignofImageRejectionMixe

2、rforGNSS作者姓名李东亚指导教师姓名、职务黄海生教授、蒲小兵高工专业学位类别工程硕士专业学位领域电子与通信工程提交论文日期二○一八年六月摘要摘要随着全球卫星导航系统在我们日常生活中的应用越发广泛，人们对卫星导航接收机射频前端芯片的性能要求越来越高。在射频前端芯片设计中，镜像干扰信号难消除一直是困扰广大电路设计者的一个难题。针对这一现象，本文设计了一款基于Hartely结构的镜像抑制混频器，通过结构优化后的混频核心单元与无源多相滤波器协同作用实现了对镜像干扰信号的良好抑制。本文首先介绍了当下全球卫星导航系统以及其中的射频接收芯片中混频器模块的发展现状。然后分别介绍了几种接收机

3、结构和镜像抑制结构，并在此基础上详细介绍了工程中常用混频器的基本原理、指标和分类。根据此次镜像抑制功能实现的高要求，本文设计了一款高镜像抑制比、高转换增益、单边带噪声系数和线性度指标良好的镜像抑制混频器。整个镜像抑制混频器由缓冲电路模块、混频核心单元模块、无源多相滤波器模块、求和电路模块以及偏置电路模块组成。其中混频核心单元的跨导级采用了共射频输入结构，通过提升电路整体结构的匹配度来实现镜像抑制效果的优化，并在整体结构中加入了大量控制开关来满足不同环境下的需求。电路采用TSMC0.18μmCMOS工艺进行设计，在设计完成后通过CandenceSpectre软件对电路进行了多种环境

4、条件下的仿真验证和版图设计验证，仿真结果表明：在GPSL1和BDB1两个不同频段下，镜像抑制混频器输出中频频率均为4MHz,镜像抑制比均可达到为40.5dB，转换增益均为23.8dB，输入1dB压缩点均为-23.3dBm,单边带噪声系数均为15.2dB。本次设计的镜像抑制混频器可用于接收GPSL1（1575MHz）和BDB1（1561MHz）频点的双模卫星导航接收机射频芯片中。关键词：镜像抑制混频器；无源多相滤波器；转换增益；镜像抑制比；版图IAbstractAbstractAstheglobalsatellitenavigationsystemisbecomingmoreand

5、morewidelyusedinourdailylife,therequirementfortheperformanceofradiofrequencychipsforsatellitenavigationreceiversarebecominghigherandhigher.Itisaproblemforthecircuitdesignerthattheimageinterferencesignalishardtoeliminateduringthedesign.TheimagerejectionmixerbasedontheHartelystructureisproposed

6、.Itrealizesthegoodsuppressionoftheimageinterferencesignalbytheoptimizedmixercorestructureandthepassivemultiphasefilter.Inthispaper,firstly,thedevelopmentstatueoftheglobalsatellitenavigationsystemandthemixerisintroduced,thenseveralreceiverstructuresandimagesuppressionstructuresaredescribed.Ont

7、hebasisofthis,theprinciple,indexandclassificationofthecommonmixerareintroducedindetail.Ahighimagerejectionratio、highconversiongain,goodlinearityandgoodsingle-sidebandnoisefactorimagerejectionmixerisproposed.Itismadeupofthebuffercircuitmodule,