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时间:2019-11-21
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1、摘要:无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)就是由部署在监测区域内大最的丿兼价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的-个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对彖的信息,并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。未来的信息交流,特别是与人肓接关联的信息交流正在朝着无线和移动的方向发展。在现代意义上的无线传感网研究及其应用方面,我国•发达国家几乎同步启动,它已经成为我国信息领域位居世界前列的少数方向z—。
2、现代无线通讯设备不断地朝着低成本、便携式的方向发展,使得基于CMOS工艺的射频集成电路设计成为近年来的研究热点。无线传感网接收电路是由射频滤波器、低噪声放人器(LNA).混频器(mixer)、注入滤波器等功能模块纟R成的。作为接收通道的关键前端电路,CMOS射频低噪声放大器自然是其中的一个重点研究方向低噪声放大器(LNA)是无线通信系统中射频接收机前端的主要部分。它本身应有很低的噪声并提供足够的增益以抑制后续电路的噪声。由于接收机的输入信号变化范围町以达到80dI3以上,因而低噪声放人器应同时具备放人
3、小信号和接收人信号的能力。为了将小到儿个微伏的输入信号放大到一定程度而不被噪声淹没,LNA本身要具有很小的噪声和足够的增益。木文主要介绍无线传感器网络的:基木概念和无线传感器网络中接收电路的组成部分,然后着重介绍无线接收电路屮最核心的低噪声放人器(LNA)的结构、各项参数和要求,最后介绍无线传感网中其他的功能模块以及设计无线接收电路中关键技术问题。关键词:无线传感网接收电路,低噪声放大器(LNA)第一章引言31.1无线传感器网络技术的发展31.2无线传感网接收电路3第二章无线接收机42.1无线接收机的
4、组成42.2无线传感网接收电路的电路结构:4第三章低噪声放大器63.1低噪声放大器(LNA)63.2LNA的主要指标73.3低噪声放大器的结构12第一章引言随着无线通信技术和微电了技术的发展,现代无线通讯设备不断地朝着低成木、便携式的方向发展,使得基于CMOS工艺的射频集成电路设计成为近年来的研究热点。木章主要介绍课题的发展历程,阐述了本课题的主要研究工作,最后介绍了木文的结构组织框架和实施计划。1.1无线传感器网络技术的发展回顾通信发展的历史,我们发现了一•个非常有趣有过程:无线通信技术的发展可以追
5、溯到19世纪小期,1864年JamesMaxwe11在伦敦英国皇家学会发表的论文小首次提出了电场和磁场通过其所在的空间小交连耦合会导致波传播的设想;1887年HeinrichHertz通过实验证实了电磁能量可以通过空间发射和接收;1901年GuglielmoMarconi成功实现了无线电信号横越人西洋的传递,从此无线电技术正式诞牛。从1920年的无线电通信和1930年的TV传输,到1980年的移动电话和1990年的全球定位系统(GPS),以及当今的移动通信和无线局域网。无线传感器网络(Wireless
6、SensorNetwork,WS)就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的个多跳的口组织的网络系统,其冃的是协作地感知、釆集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。未来的信息交流,特別是与人直接关联的信息交流正在朝着无线和移动的方向发展。最早可以追溯二十壯纪70年代越战时期使用的传统的传感器系统。二十世纪80年代至90年代Z间。主要是美军研制的分布式传感器网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传
7、感器系统等。这种现代微型化的传感器具备感知能力、计算能力和通信能力。21世纪开始至今,11事件发牛Z后。这个阶段的传感器网络技术特点在于网络传输H组织、节点设计低功耗。除了应用于情报部门反恐活动以外,在其它领域更是获得了很好的应用,所以2002年美国国家重点实验室一一橡树岭实验室提出了“网络就是传感器”的论断。在现代意义上的无线传感网研究及其应用方面,我国与发达国家儿乎同步启动,它已经成为我国信息领域位居世界前列的少数方向在2006年我国发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》屮,为信息技术确定了三
8、个前沿方向,其中有两项就与传感器网络肓接相关,这就是智能感知和自组网技术。当然,传感器网络的发展也是符合计算设备的演化规律。1.2无线传感网接收电路无线接收机是市射频滤波器、低噪声放人器(LNA)、混频器(mixer).注入滤波器等功能模块组成的。•无线传感网接收电路的电路结构无线传感网接收机的拓扑结构有:超外羌式接收机、零中频接收机、二次变频宽中频接收机、二次变频低中频结构和镜像抑制接收机等等。低噪声放大器(IAA)是无线通信系统中射频接收机前端的主要
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