无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的传感器节点组成的自组织无线网络系统，其目的是协作感知、采集和处理监测区域中监控对象的信息，并发送给观察者。无线传感器网络被认为是21世纪最有影响力的技术之一，被广泛的应用于国防军事、交通管理、医疗卫生、环境监测等众多领域。随着片上系统技术的发展，单芯片的传感器节点渐渐成为了可能，而收发机射频前端电路的集成是这种方案的关键之一。本文针对无线传感器网络CMOS射频前端电路的实现展开了研究，为最终实现单芯片传感器节点打下坚实的基础。论文的主要内容和贡献包括：　　 1.提出了适用于780MHz频段的射频前端电路结构，射频前端采用直接频率变换结构，需要的片外器件少且易于集成。根据项目要求并借鉴IEEE802.15.4无线通信标准的相关内容，并分析推导了射频前端的性能指标。　　 2.射频前端电路中低噪声放大器采用了无尾电流源的差分结构，消除了寄生电感对低噪声放大器的影响，同时得到更大输出动态范围。双平衡Gilbert下变频混频器采用了电荷注入技术增大了转换增益，并维持了较好的线性性能。功率放大器采用了源极负反馈放大器作为输入驱动放大电路，保证了在输入基带信号很大时仍能维持良好的线性度。根据指标要求，对射频前端中各个模块的噪声系数、增益和交调特性等方面性能进行了分析和推导，并给出了电路的优化方法。　　 3.提出了一种宽频带、快速锁定、高分辨频率的频率综合器。采用开关切换电容阵列技术扩大了VCO的调谐范围，并维持较小的频率电压增益。采用基于∑-△调制的小数分频结构保证了频率综合器在输入参考时钟很高时，仍然可以获得良好的分辨频率，同时小数杂散得到有效抑制。采用自适应频率校准技术加快了频率综合器的锁定，通过使用了一种新型快速而精准的鉴频电路，大大地缩短了锁定时间：通过存储频率校准的结果并在需要时加载校准结果，可以使频率综合器快速恢复到预设频率，极大缩短了频率切换时间。　　 4.完成了基于SMIC 0.18Wn CMOS工艺，单芯片射频前端和频率综合器的版图设计并进行了流片验证。测试结果显示，射频前端的整体转换增益大于30dB而噪声系数小于6dB，同时其输入3阶交调约为-17dBm；射频前端的发射误差向量数小于20％；当频率综合器环路带宽为20kHz时，其相位噪声约为-120dBc/Hz@IMHz而锁定时间约为30μS；并且电源电压为1.8V时，消耗的电流小于20mA。总之，射频前端和频率综合器工作正常，其各种性能达到了设计的要求，完全可以应用于无线传感器网络中。