UHF頻段無(wú)線(xiàn)收發(fā)機(jī)射頻前端的研究和設(shè)計(jì).pdf

1、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在當(dāng)前以及未來(lái)都有著巨大的市場(chǎng)需求，而甚高頻（Ultra High Frequency，UHF）頻段在無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)中占據(jù)著極其重要的地位。UHF頻段的射頻收發(fā)機(jī)正朝著低功耗、低成本、高集成度、高可靠性的方向發(fā)展，片上系統(tǒng)是最理想的解決方案，而基于射頻互補(bǔ)金屬氧化物（Radio Frequency Complementary Metal Oxide Semiconductor，RFCMOS）工藝的收發(fā)機(jī)射頻前端是實(shí)現(xiàn)片上系統(tǒng)的

2、主要趨勢(shì)。但是由于CMOS工藝在射頻應(yīng)用中本身存在的低載流子遷移率、高襯底損耗以及低品質(zhì)因素的無(wú)源器件的缺陷，使得收發(fā)機(jī)的射頻前端成為實(shí)現(xiàn)片上系統(tǒng)的瓶頸，而采用新的電路設(shè)計(jì)技術(shù)提升系統(tǒng)性能成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　本文介紹了射頻收發(fā)機(jī)的常用架構(gòu)，包括超外差、零中頻以及為改善接收機(jī)鏡像信號(hào)抑制問(wèn)題的Hartley和Weaver接收機(jī)結(jié)構(gòu)，并比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)；研究了射頻收發(fā)機(jī)中低噪聲放大器（Low Noise Amplifie

3、r，LNA）、混頻器和功率放大器(Power Amplifier，PA)等關(guān)鍵功能子電路的基本原理和性能指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上采用中芯國(guó)際（SMIC）RF0.18μm CMOS工藝分別設(shè)計(jì)了射頻前端中低噪聲放大器、下混頻器、功率預(yù)放大器和上混頻器，設(shè)計(jì)中通過(guò)Cadence Spectre RF射頻仿真軟件對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)和模擬仿真，并利用安捷倫（Agilent）ADS仿真軟件進(jìn)行阻抗匹配設(shè)計(jì)，最后根據(jù)對(duì)射頻電路版圖設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的總結(jié)，利用

4、 Cadence Virtuoso工具進(jìn)行了版圖設(shè)計(jì)，功率預(yù)放大器的版圖面積為0.454mm2，低噪聲放大器的版圖面積為0.439mm2，上混頻器的版圖面積為0.14mm2，下混頻器的版圖面積為0.252mm2。
　　仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，低噪聲放大器在2.4GHz工作頻率處的輸入端反射系數(shù)S11為-19.63dB，噪聲系數(shù)為2.4dB，增益為24.8dB，功耗為8.1mW；下混頻器的轉(zhuǎn)換增益為14dB，1dB壓縮點(diǎn)處的輸入功率為-1