论文部分内容阅读
进入二十一世纪以来,无线通信技术以前所未有的速度蓬勃发展,目前市场上大量涌现出各种通信标准。其中极具有代表性的就是无线局域网技术,无线局域网已广泛覆盖于各种场所,多种无线局域标准（802.11类）共存。鉴于多类无线通信协议的应用,无线系统接收机必须能够于多频段多协议间兼容。同时对其兼容能力的要求愈发增强。低噪声放大器作为通信接收机系统的前端设备,其性能的好坏直接关系到整个无线接收系统。现代无线通信技术的迅猛发展,对低噪声放大器的抗干扰性、放大能力、噪声系数以及稳定性等方面提出了更高的性能要求。CMOS工艺被广泛应用于集成低噪声放大器芯片的设计中,单片集成多频段技术可以有效提升系统的通信容量,降低成本,缩小芯片面积、提高设计上的灵活性。本文针对多频段无线局域网接收机中的关键模块--双频段低噪声放大器进行了研究,采用RFCMOS进行了电路设计,主要工作和成果包括如下方面：1.首先分析低噪声放大器设计时需要考虑的放大器的各项性能指标,进而提出适合工作于无线接收机系统的低噪声放大器的性能指标。2.结合低噪声放大器设计的理论知识,分析相关的拓扑结构以及需考虑的低噪声放大器的性能,分析各种设计方法的的优缺点,选择优化的电路设计结构设计能够满足要求的低噪声放大器。3.采用SMIC0.18μm CMOS工艺设计一种新型的应用于无线局域网的双频段低噪声放大器。该电路选定了噪声性能较好的源级电感负反馈结构作为输入级,共源共栅级结构作为LNA的主体结构,并行匹配实现双频放大,L型输出阻抗匹配网络实现输出网络的匹配。同时,为增大系统增益,本文增加两级放大器结构。基于设计指标要求和低噪声设计理论,确定了MOS管,电感,电容等电路元件的元件值。4.最后本文采用SMIC0.18μmCMOS工艺进行设计仿真,仿真结果表明,并行式双频道LNA的输入输出阻抗匹配,使双频道LNA能并行工作在2.4GHz和5.2GHz频段。工作电压为1.8V的电源电压,当工作频率2.4GHz时,其增益达到了18.77dB,噪声系数为1.001dB,输入/输出阻抗匹配S11、S(220分别为-24.19dB和-24.4dB,1-dB压缩点为-11.2775dBm；当工作频段为5.2GHz时,其增益达到了15.74dB,噪声系数1.708dB,输入/输出阻抗匹配S11、S22分别为-19.86dB和-19.96dB,1-dB压缩点为-10.6601dBm。综上,本文设计了一款能同时工作在双频段的并行式LNA。根据设计结果可知,本文设计的LNA输入输出阻抗匹配良好,基本达到设计指标的要求。同时二级放大电路的引入,在对噪声基本不产生影响的情况下,增大了增益,使放大器的放大能力增强。