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《复旦大学》 2010年
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6.2~9.4GHz超宽带接收机射频前端研究与设计

兰飞  
【摘要】: 超宽带(Ultra-Wideband,UWB)无线通信是一种短距离高速无线通信技术,是无线个人局域网(Wireless Personal Area Network, WPAN)重要的解决方案。超宽带系统工作在3.1~10.6 GHz频段内,每个子带宽度为528 MHz,可以实现最高480 Mb/s,最低110 Mb/s的数据传输。随着CMOS工艺的发展,采用全CMOS工艺实现的单片集成射频前端成为一种趋势,可以满足射频芯片低成本和高性能的要求。 本论文研究并设计了应用于超宽带中国国家标准的6.2~9.4 GHz DC-OFDM UWB接收机中的射频前端,主要包括共栅输入、电容交叉耦合的低噪声放大器(LNA)和正交合并的折叠型下变频混频器(Down-conversion Mixer)。论文首先从UWB系统指标入手,详细分析并完成了超宽带接收机及射频前端的系统参数推算,给出了具体设计指标;然后比较分析了各种接收机结构,选取了零中频结构作为接收机实现方案;接下来详细分析和推导了低噪声放大器、混频器和射频前端的输入匹配、噪声系数、转换增益和线性度等关键参数,给出了详尽的模型和仿真结果,并提出了增益可变的实现方法;最后讨论了芯片物理实现过程中需要注意的问题,介绍了测试方法,给出了今后进一步改进的方向。 射频前端设计方案单独流片并进行测试。测试结果表明,输入匹配在6.2~9.4 GHz频段内小于-10dB,转换增益为21.3~22.8 dB,增益平坦度小于2 dB,最小噪声系数为4.4 dB,带内输入三阶交调点为-10.1 dBm,在1.2 V的电压下的仅消耗电流11mA。与已发表的设计结果相比较,本设计在功耗和匹配方面尤其突出,可以满足DC-OFDMUWB接收机的性能要求。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN858

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