【摘 要】
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超宽带UWB(ultra-wide band)系统是一种通信距离较短的技术,通常被认为可以广泛地应用于无线个人局域网中。主要的应用领域包括射频识别(RFID)系统、车载雷达系统以及测距测
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超宽带UWB(ultra-wide band)系统是一种通信距离较短的技术,通常被认为可以广泛地应用于无线个人局域网中。主要的应用领域包括射频识别(RFID)系统、车载雷达系统以及测距测量系统。2002年FCC对UWB开放的频段为3.1GHz-10.6GHz,该技术逐渐成为下一代无线通信的关键技术之一。而当今UWB系统技术研究的重点和难点是微型化、集成化,随着CMOS工艺不断发展,探索采用CMOS工艺实现UWB通信系统具有相当大的意义以及应用前景。本文正是在这样的发展背景下,开始了CMOS工艺下IR-UWB接收机射频前端的分析与实现。论文研究内容主要是以下几点：首先重点研究了基于能量检测的接收机电路的设计。采用电流复用结构的两级低噪声放大器电路电压增益最高可达22dB,同时加入增益可控的功能使电压增益分为高低两档。两级Cascode级联的有源巴伦电路将单端输出信号转化为双端输出信号,信号幅度上相等相位相差180度。其中NMOS、PMOS场效应管对组成的乘法器电路功耗低至3.52mW。Gillbert乘法器电路可将信号电压放大150倍,并由基于Gm-C结构的积分电路将信号的包络取出。接着具体给出了两种3GHz-5GHz频段基于能量检测的接收系统方案,给出了接收机结构框图,对每个电路模块的设计思路、原理以及仿真结果都进行了详细的分析。两种接收机所占面积均为1.7mm*1mm,两种接收机接收信号功率动态范围分别为-62dBm—35dBm-52dBm—-20dBm。最后所有电路均在0.13um CMOS工艺的Cadence环境下进行版图设计并且进行了版图联合仿真,给出了接收机联合仿真的时域波形以及电路重要参数的仿真结果,满足了设计要求,目前已经成功制作出接收机芯片
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