近幾十年來,無線通信技術的飛速發(fā)展離不開射頻前端芯片的探索與研究,而起到頻譜搬移作用的混頻器模塊又是射頻收發(fā)系統(tǒng)中不可或缺的部分。同時,硅基CMOS集成電路以其低成本,高集成度等優(yōu)勢也備受關注,因此本文針對硅基CMOS工藝混頻器模塊進行了深入研究。首先,本文對混頻器的基礎知識進行了介紹與分析,包含其工作原理,分類,性能指標等,為之后的設計奠定一定的基礎。其次,本文針對混頻器一般性結(jié)構(gòu)的增益、線性度和噪聲,分別進行了定量或者定性分析,然后為滿足不同應用場景下的需求,介紹了針對不同性能指標的優(yōu)化結(jié)構(gòu),對混頻器更深一步的探索研究。通過之前知識理論的積累,本文對應用于第五代移動通信場景下的射頻前端芯片混頻器模塊進行了研究與設計。為解決發(fā)射機系統(tǒng)大功率輸入信號方面的需求,混頻器設計引入新型線性化結(jié)構(gòu),即采用共源和共柵兩路跨導級結(jié)構(gòu)并聯(lián)來抵消三階非線性項,與此同時結(jié)合使用源退化電感來進一步提高混頻器的線性度。此外,在本振端口采用TIA結(jié)構(gòu)來保證混頻器的性能在本振功率變化時,在合理的范圍內(nèi)波動。最終實現(xiàn)本振(LO)功率0dBm,中頻(IF)頻率2.5GHz,LO頻率9GHz時,其輸入1dB壓縮點(I...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要研究工作
    1.4 論文章節(jié)概要
第二章 混頻器基礎知識
    2.1 混頻器工作原理
    2.2 混頻器分類
        2.2.1 無源與有源混頻器
        2.2.2 單端、單平衡和雙平衡結(jié)構(gòu)
    2.3 性能指標
        2.3.1 線性度
        2.3.2 增益
        2.3.3 噪聲
        2.3.4 端口隔離度
        2.3.5 功耗和帶寬
    2.4 本章小結(jié)
第三章 CMOS混頻器改進結(jié)構(gòu)
    3.1 經(jīng)典Gilbert混頻器分析
        3.1.1 增益分析
        3.1.2 線性度分析
        3.1.3 噪聲分析
    3.2 線性化技術
        3.2.1 源極負反饋技術
        3.2.2 導數(shù)疊加技術
    3.3 增益增強技術
        3.3.1 電流注入技術
        3.3.2 等效跨導提高技術
    3.4 減小噪聲技術
    3.5 本章小結(jié)
第四章 面向5G移動通信應用的上變頻混頻器研究與設計
    4.1 5G通信收發(fā)前端芯片簡介
    4.2 高線性低電壓上變頻混頻器設計
        4.2.1 混頻器主體電路分析
        4.2.2 本振buffer設計和整體電路結(jié)構(gòu)
        4.2.3 版圖布局與規(guī)劃
        4.2.4 后仿與器件參數(shù)確定
    4.3 后仿真結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 K波段汽車雷達中的下變頻混頻器
    5.1 汽車雷達射頻前端系統(tǒng)簡介
    5.2 低轉(zhuǎn)換損耗高隔離度環(huán)形混頻器設計
        5.2.1 環(huán)形混頻器電路分析
        5.2.2 本振端口匹配網(wǎng)絡設計
        5.2.3 版圖布局與規(guī)劃
        5.2.4 后仿與結(jié)果
        5.2.5 混頻器單模塊設計
    5.3 環(huán)形無源混頻器優(yōu)化設計
        5.3.1 噪聲系數(shù)優(yōu)化
        5.3.2 本振端口匹配網(wǎng)絡
        5.3.3 版圖與后仿結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3868936