【摘 要】
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随着无线通信技术迅猛发展,无线接收机在雷达成像、预警机等军用领域和智能终端、物联网等民用领域都发挥着重要的作用。超宽带通信技术以其高传输速率、低功耗、高带宽等显著优点成为热门的研究方向,具有重要的应用前景。基于上述的现实意义与社会需求,本文基于55nm CMOS工艺设计并实现了一款工作于0.2~9GHz的超宽带射频接收芯片,芯片采用了多信道处理架构及部分信道复用功能,可以在超宽的射频带宽下实现接收
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随着无线通信技术迅猛发展,无线接收机在雷达成像、预警机等军用领域和智能终端、物联网等民用领域都发挥着重要的作用。超宽带通信技术以其高传输速率、低功耗、高带宽等显著优点成为热门的研究方向,具有重要的应用前景。基于上述的现实意义与社会需求,本文基于55nm CMOS工艺设计并实现了一款工作于0.2~9GHz的超宽带射频接收芯片,芯片采用了多信道处理架构及部分信道复用功能,可以在超宽的射频带宽下实现接收信号的解调。芯片的具体研究内容如下所示:1:基于多信道接收技术设计了一款8信道接收系统,信道根据需求采用多模式解调方案,并利用工艺的射频开关模型进行时分解调方案选择。饱和工作情况时,可以利用4个通道达到8信道的分时解调。该架构有效地减少了混频次数,优化了多路径中混频器数量,显著改善了路径间的信号泄露情况,用多次下变频与低通滤波器结合的方案,避免了带通滤波器的使用,降低了系统功耗的同时提升了系统的集成度,大大缩减了芯片面积。2:针对低噪声放大器实现超宽带工作范围的难题,研究了一种基于gm增强电流镜像拓扑多级结构的宽带低噪声跨导放大器(LNTA),该结构在传统的单级LNTA之前插入宽带电压放大器以提高其跨导,同时利用有源反馈改善带宽和线性度。该低噪声跨导放大器在0.2~9GHz宽带频率范围内将射频输入电压信号转化为电流信号输出,驱动下一级无源混频器。3:针对工作信道切换的实现,研究了一种可切换工作模式的双模混频器,采用无源开关混频结构,可选择直通和混频两种工作状态。针对混频器的奇次谐波干扰问题,设计了一种具有谐波抑制功能的混频器,在传统有源吉尔伯特混频结构的基础上利用特定比例的跨导增益抵消三次和五次谐波。为了产生系统中混频所需的本振信号设计了分频器,以基于CML结构的D锁存器为基本单元设计了二分频器、四分频器和八分频器。4:针对差分LC滤波器面积过大的问题,设计了通带宽度分别为4.2GHz和1.8GHz的椭圆LC低通滤波器,利用了电感耦合结构提高了其集成度。同时还采用Gm-C滤波结构,设计了通带宽度分别为0.6GHz和0.2GHz的有源低通滤波器,在实现滤波功能的同时还可以起到信号放大的功能。
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Ku波段卫星通信地面发射机是卫星通信的重要核心组件,其具体功能是将信道机送来的中频信号变频到所需的工作频段并进行功率放大。本文从项目的应用背景出发,通过介绍该项目在卫星通信领域的实际运用,说明了该项目的发展前景与工程价值。本文介绍了一个关于Ku波段卫星通信地面发射机的设计过程,从指标出发从介绍最终功率放大芯片的选取方法与功率合成网络的实现开始,随后根据其末级功率放大器模块来确定驱动放大器的选取,再
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