目前，我们正处在新一代无线通信技术突破的转折点上。第5代移动通信（5G）网络会成为未来新的无线通信标准，与之相随的是新的挑战。5G网络中通信速率将提高约100倍，网络效率也将提高100倍，因此其要求更低的通信延迟以及更高的网络可靠性。目前10GHz以下拥挤的频段已经难以满足新标准中更高速率的要求，因此毫米波（Millimeter Wave）将成为未来无线通信的重要工作频段之一。
　　CMOS技术因其低成本一直以来都是大规模数字电路的首选，而随着先进CMOS工艺制程的发展，高性能的毫米波模拟电路可以与数字基带电路集成在一起，使得设备小型化和便携化成为可能。因此CMOS工艺将成为5G毫米波通信中的关键技术，过去十多年中工业界和学术界也一直致力于CMOS毫米波技术的研究之中。
　　本文将介绍E波段（71GHz ~ 86GHz）毫米波无线通信接收机中的关键技术。根据已有通信理论，E波段无线通信系统有望在单个收发通道中实现超过10Gbps的通信速率，其通信距离可以达到数百米。通过采用多通道相控阵技术以及多信道载波聚合技术，E波段通信系统有望实现数十Gbps的超高通信速率，可以应用在基站的无线回传（Backhaul）等场景中。本文首先分析了 E 波段通信的系统链路预算，紧接着介绍了接收机架构以及相关核心技术指标。
　　为研究毫米波宽带低噪声放大器的性能，本文对E波段接收机中的宽带低噪声放大器进行单独流片设计。由于晶体管截止频率的限制，毫米波频段的放大器的增益偏低，因此本文所设计的LNA将采用多级差分放大器结构。通过使用宽带输入匹配技术，此LNA的输入匹配S11小于-10dB的频率范围超过50GHz。低噪声放大器各级之间采用基于变压器的高阶匹配网络，结合无源器件的三维电磁场仿真，该LNA的增益约20dB，其噪声系数约为4dB。
　　本文同时设计了E波段接收机射频前端芯片，其主要包括低噪声放大器（LNA）以及无源混频器（Mixer）。在整个工作频段内，仿真结果显示此射频前端可以实现19dB的转换增益，其整体噪声系数约4.5dB。其输入1dB压缩点为-19dBm，100MHz频偏处的三阶交调阻断点为-13.5dBm。
　　本文所设计的E波段射频前端芯片和宽带低噪声放大器芯片均采用40nm CMOS工艺进行设计，并完成相应的版图设计和流片。部分指标已经完成测试并符合预期目标，本文的研究为后续毫米波无线通信系统的研究提供了技术支撑。