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随着无线通信技术的不断发展,人们对高性能大容量无线通信系统的需求越来越大,对射频与通信集成电路的要求也越来越高。因此,进行射频接收电路的研究和设计具有重要的现实意义。低噪声放大器(LNA)是RF接收机芯片的重要组成部分。其功能主要是对从RF接收机天线端接收到的微弱信号进行放大以及降频、滤波,得到后端RF相关电路正常工作所需要的中频信号。由于它是整个电路系统的第一级,因此其增益、噪声、线性度等直接影响整个电路系统的性能。本文首先对GPS系统组成、工作原理进行了叙述,在此基础上设计了射频前端芯片的总体结构。然后对射频器件特性以及SMIC射频0.18μm的CMOS工艺的一些器件及其模型进行了描述,介绍了LNA的基本设计原理,包括噪声、线性度等方面,说明了几种LNA的常见基本结构,并对这几种结构的优缺点作了阐述。针对目前应用最广泛的源极电感负反馈结构进行了详细的分析,并在此基础上对该结构进行了优化。此外从本设计的应用出发,考虑到单端天线与差分LNA之间的不匹配性,设计了一个介于两者之间的LC结构BALUN,并将其与LNA集成在一起。本设计采用SMIC射频0.18μm的CMOS工艺,使用射频集成电路仿真软件Cadence的Spectre RF对其进行仿真。集成上BALUN后,仿真结果依然良好,结果显示:在1.575GHz的中心频率上,该电路能够提供20.22dB的正向增益,噪声系数为1.533dB,1dB压缩点为-16.88dBm,ⅡP3为-9.33dBm,反向隔离为-37.52dB,功耗为55.89mW。使用Cadence公司的版图设计工具Virtuoso Layout Editor完成了包含片上BALUN的差分结构LNA的版图设计,最终版图面积为1.70mm×1.365mm。