面向GPS、北斗和TD-LTE-A的多模可重构低噪声放大器设计.pdf

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1、第38卷第2期北京交通大学学报vo1．38No．22014年4月．IOURNAL0FBEIJINGJIAOToNGUNIVERSITYADr．2014文章编号：1673—0291(2014)02—0018，06DOI：10．11860~．issn．1673—0291．2014．02．04面向GPS、北斗和TD．LTE．A的多模可重构低噪声放大器设计刘章发，陈杰(北京交通大学电子信息工程学院，北京100044)摘要：基于SMIC0．18ttm工艺设计了一个面向GPS、北斗和TD-LTE—A的多模可重构低噪声放大器(LNA)，

2、该电路可工作在2．6GHz、1．575GHz和1．207GHz3个波段．仿真结果表明，在3个频段内增益S21最大，分别能达到19．1dB、19．5dB和20．7dB，噪声系数NF分别为4．5dB、3．5dB和3．1dI=；，三阶输入交调失真分别为一8．2dBm、一8．7dBm和一9．6dBm．在1．8v的供电电压下，电路功耗不超过15mW，在上述3个频段内稳定性均满足要求．关键词：射频前端；多模式；多频段；低噪声放大器中图分类号：TN722。3文献标志码：ADesignofmuitimoderec0nfigurableLN

3、Af0rGPS．BeiDonandTD-LTE-ALJUZhangfa。CHENJie(SchoolofElectronicsandInformationEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：AmultibandlOWnoiseamplifier(LNA)forGPS、BeidouandTD—LTE—Aapplicationsi8pre—sentedbasedonSMIC0．18mprocess．Itiscapableofhan

4、dlinginputsignalsnearby2．6GHz，1．575GHZand1．207GHz．Thecircuitworksat1．8Vpowersupply．inwhichconditionthesimula—tionresultsshownthattheLNAhasavoltagegainof19．1dB．19．5dBand20．7dB，anoisefigureof4．5dB，3．5dBand3．1dB，andaIIP3of一8．2dBm，一8．7dBmand一9．6dBmat2．6GHZ，1．575GHZand

5、1．207GHzrespectively．Theproposedcircuitdissipatesaslessas15mWfroma1．8Vsupplyvoltage，andithasagoodstabilityattherequiredbands．Keywords：RFfront—end；multi—mode；multi—band；lOWnoiseamplifier(LNA)GPS是美国比较成熟的卫星导航系统，北斗是设计显得尤为重要．目前，实现多频段低噪声放大器我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，它的起的方法有很多，如

6、：并行式、宽带和可重构等．1)并行步较GPS晚，正趋于成熟，而TD—LTEA是由我国式的方法是通过向网络中添加LC谐振电路来实主导的，被国际电信联盟确定的第4代移动通信国现l1j，这种方法能产生较好的性能，但是，需要片外际标准．可以预料，在不久的将来，需要同时适用于的电容和电感，并且随着频段的增加，它的输入输出GPS、北斗和TD—LTE—A系统的接收机成为可能．而匹配结构会变得很复杂．2)宽带的方法是通过控制低噪声放大器(LNA)作为射频接收机的第1级，其网络传输函数的零极点来实现的，具体实现方法有性能的好坏直接影响着整个

7、接收机的噪声系数和灵多种，如在输入端加入LC带通滤波器¨2J，电阻或源敏度等，因此，对适用于这3个系统的低噪声放大器极跟随器反馈【0J和共栅拓扑结构_4j等，宽带的方法收稿日期：2013—11—12作者简介：刘章发(1963一)，男，安徽贵驰人，教授．研究方向为射频集成电路与系统设计．email：zhfliu@bjtu．edu．cn第2期刘章发等：面向GPS、北斗和TD-LTE—A的多模可重构低噪声放大器设计19它不需要复杂的输入匹配网络，它最主要的缺点是以配置在1．207GHz、1．57GHz、2．6GHz共3个频让不需

8、要的干扰也能通过，这样在后续的电路中需段内的低噪声放大器．仿真环境为Cadence的spec—要严格的控制线性．3)可重构的方法是通过引入可treRF．调谐的电容或电感来实现的，通过调节它们的值，就1可重构LNA电路设计能让电路工作在所需要的频段，该法设计简单，其功耗和芯片面积均较优．首先选择电路的拓扑