【摘 要】
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以全球定位系统(GPS)为代表的GNSS正在不断发展完善,传统的单一模式单一频率接收机越来越不能满足精度需求,如何将其他GNSS系统与GPS组合起来实现更稳定、更可靠、更安全的高
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以全球定位系统(GPS)为代表的GNSS正在不断发展完善,传统的单一模式单一频率接收机越来越不能满足精度需求,如何将其他GNSS系统与GPS组合起来实现更稳定、更可靠、更安全的高精度定位和实时导航定位,成为当今研究的热点问题。因此,多模式多频点GNSS接收机的研究具有非常重要的意义。本文提出了一种多模式双频全球导航定位系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)射频前端的电路设计与实现。该多频射频前端由低噪声放大器和下变频器组成,其工作频率可以分别配置在1.2GHz及1.57GHz。本文首先介绍了导航定位系统接收机的相关背景,包括信号特征、CMOS工艺特点以及接收机的结构等。随后,详细介绍了双频低噪声放大器的设计过程。该伪差分结构低噪声放大器用有源的方法实现了单端输入到差分输出(非平衡—平衡)的转换,并采用电容耦合补偿的方法改善了差分输出信号的相位及幅度非平衡特性。恒定跨导偏置电路的使用减小了低噪声放大器的增益随工艺、电压、温度变化的偏差。除此此外,该低噪声放大器可以很容易地配置在不同的工作频率下以接收各种导航信号。下变频器基于吉尔伯特结构,并在其开关级采用分流(current bleeding)的方法降低了噪声且提高了线性度。本文设计的射频前端电路采用TSMC 0.18μm CMOS工艺制造,版图面积为0.8×0.5mm~2(包括静电防护和焊盘)。仿真结果显示,该射频前端在1.2GHz/1.57GHz下分别具有30.8dB/33dB的增益,2.6dB/2.64dB的噪声系数,-26dBm/-33dBm输入1dB压缩点。该射频前端用1.8V供电,共消耗4mA电流。
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