应用于卫星通信的功率放大器和无线传感网的RSSI电路设计与实现

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1、摘要摘要随着无线通信技术的不断发展，尤线应用如手机、无线局域网等己广‘泛应用-．J：只常生活，凶此无线领域低成本、低功耗雨f高性能的芯片研究和设计具有重要的意义。本文的前半部分介绍了应用_：卫星通信系统的射频集成功率放大器的设计和实现。卫星通信以其频带宽、通信容最人、覆盖范同人等优点成为现代无线通信中极其重要f由一种通信方式。射频功率放人器位于发射机的末端，将调制和变频后的信号进行功率放人，f：通过天线传输出去，是无线通信系统中的关键模块之一，因此研制射频集成功率放大器对卫星通信具有重要的意义。本文采用JAZZ0．35vtmSiGeBiCMOS进行功率放人

2、器的设计。该功率放人器采刚AB类共发射极结构。总体电路由：三级放大器级联构成，其中第一、第二和第ji级的放大晶体管的1}

3、f积比为2：4：6。电路包括输入输出匹配网络，主体功率放大电路和各级采用有源比例镜像电流源的偏置电路。前后仿真结果表明该芯片满足性能指标要求。所得样片的测试结果表明，该功率放大器直流偏置正常，能稳定工作，但其中心频率偏低。降低电流偏置的条件卜．(静态总电流为174mA)，输入输出匹配在．T作频段3．33GHz-3．43GHz上匹配良好，功率增益约为17．4dB，输出ldB压缩点功率为18．3dBm，饱和输出功率22dBm。芯片面积为l×

4、1．5mm2。本论文的后半部分研究心川于无线传感网系统收发机中的接收信丌．强度指示器。在无线传感网成为当前研究热点的背景下，全球都在棚大标准的推动下进行系统芯片的研究与实现，凶此开发具有我国自丰知识产权的收发机芯片具有重要的研究意义。本文采用SMIC0．18lxmCMOS工艺设计了接收信号强度指示器，核心电路足采刚跨导放人器构成的限幅放人器、半波整流器和以带隙基准为核心的偏置电路。该电路工作在电流模形式下，对工艺=较和温度具有良好的补偿特fl-。：笛斤测试结果表明：在电源电压为1．gV时，带隙基准没有正常工作。在外加基准电压后，RSSI的工作电流为2．3m

5、A；2MHz输入信号频率下的功率榆测范围为一58dBm--8dBm(以50欧附抗作参考)，对应的输出指示直流电压为0．48V-1A5V，检测斜率约为19mV／dB，非线性跃差小于士0．7dB，基本实现了信号强度指示功能。：占片面秋为0．654×0．430mm2。论文按照电路设计、仿真、版图设计、流片和芯片测试的顺序详细介绍了功率放大器和RSSI的设计过程及最终的测试结果。通过对测试结果和前、后仿真的结果进行对比，对其原因进行了分析，并提出了下一轮设计的方法和成注意的问题。【关键词】SiGeBiC～IOS工艺=：射频集成功率放大器：ldB压缩点；功率附加效率

6、；CMOS工艺；接收信号强度指示器：限幅放大器：半波整流器AbstractAsthedevelopmentofthewirelesscommunicationtechnology，manyapplicationsascellphones，WLAN，arewidelyusedinthedailylife．Hence，researchanddesignonthechipwithhighperformanceandlowpowerintheareaofwirelesscommunicationisessentiallyimportant．Inthisthesis

7、。theintroductionofsatellitecommunicationsystemandthedesignandimplementationofintegratedradiofrequencypoweramplifier(RFPA)arepresentedinfirstpart．Satellitecommunication，withtheadvantagesofwidefrequencyspectrum，highcommunicationvolume，andlargecoveragerange，hasbecomethemostimportantc

8、ommunicationmethodinmodemwirelesscommunicationtechnology．TheRFPAisIocatedatthelaststageoftransmitter。whichamplifiesthemodulatedsignal，andtransmitsitthroughtheantenna．PAisoneoftheessentiaIblocksinthewirelesscommunieationsystem．sotheresearchonRFPAhasgreatmeaningtothedevelopmentofsat

9、ellitecommunication．TheproposedPA