本文選題：GPS + 低噪放　； 參考：《西安電子科技大學》2014年碩士論文

【摘要】：隨著航空、航天、通信以及計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,衛(wèi)星導航系統(tǒng)的運用也隨之得到了較大的發(fā)展,衛(wèi)星導航全球化、大眾化以及民用化的程度也得到了較大的拓展。人們對于衛(wèi)星導航的性能要求也在逐步的提高,高定位精度和一些特殊功能已成為現(xiàn)在衛(wèi)星導航研究的熱點。本文對L1波段衛(wèi)星導航接收機中兩個關(guān)鍵模塊低噪放和混頻器進行了分析和討論,研究了低噪放和混頻器的改進方法,對低噪放和混頻器的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了一定的改進以提高其性能。本文研究分析了基于CMOS工藝的低噪放的設(shè)計,針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)無法兼顧最小噪聲和最大功率傳輸?shù)膯栴},給出了改進型低噪放的設(shè)計和分析方法,提高了電路的噪聲性能和增益。使用該改進結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)較為良好的最小噪聲匹配和最大功率傳輸匹配。本文研究分析了傳統(tǒng)雙平衡Gilbert混頻器的性能指標和結(jié)構(gòu),詳細的分析和計算了其增益、噪聲和線性度,給出了改進性能的方法。針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電壓余度不足和單端輸入的問題,分別采用旁路電流注入和偽差分結(jié)構(gòu)的方式,改善了其噪聲性能、變頻增益和線性度,提高了電路的集成度。本文在低噪聲放大器的設(shè)計中,完成了基于TSMC 0.18μm CMOS工藝低噪聲放大器的仿真設(shè)計。仿真結(jié)果表明,改進型低噪放在1.575GHz點處的NF為1.063dB,S21為15.92dB,S11和S22均小于-15dB,即輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了較好的功率匹配,P1dB為-15.7dBm,功耗為5.31mW,實現(xiàn)了較好的性能。在混頻器的設(shè)計中,完成了基于TSMC 0.18μm CMOS工藝改進型雙平衡Gilbert混頻器的仿真設(shè)計。仿真結(jié)果表明,在中頻4MHz處其NF為15.31d B,變頻增益為13.15dB,P1dB為-15.4dBm,功耗為6.48mW,實現(xiàn)了較好的性能。本文所設(shè)計的低噪放的噪聲性能還有待提高,進一步降低低噪放的噪聲是提高接收機系統(tǒng)噪聲性能的關(guān)鍵因素,也是低噪放進一步研究的方向,可采用噪聲抵消技術(shù)來消減低噪放的噪聲,從而提高其噪聲性能。為提高衛(wèi)星導航射頻芯片的多系統(tǒng)兼容性,多模射頻前端架構(gòu)是其關(guān)鍵的一步,而多頻點兼容的低噪放的設(shè)計是其關(guān)鍵點,因此對于多頻點兼容的低噪聲放大器是下一步研究的方向。
[Abstract]:With the rapid development of aviation, aerospace, communications and computer technology, the application of satellite navigation system has also been greatly developed. The degree of globalization, popularization and civilian use of satellite navigation has also been greatly expanded. The performance requirements of satellite navigation have been gradually improved, and high positioning accuracy and some special functions have become the focus of satellite navigation research. In this paper, two key modules of L1 band satellite navigation receiver, low noise amplifier and mixer, are analyzed and discussed, and the improvement methods of low noise amplifier and mixer are studied. The traditional structure of low noise amplifier and mixer is improved to improve its performance. In this paper, the design of low noise amplifier based on CMOS process is studied. The design and analysis method of improved low noise amplifier is presented to improve the noise performance and gain of the circuit, aiming at the problem that the traditional structure can not take into account the minimum noise and the maximum power transmission. The improved structure can achieve better minimum noise matching and maximum power transmission matching. In this paper, the performance index and structure of the traditional double-balanced Gilbert mixer are studied and analyzed. The gain, noise and linearity of the dual-balanced Gilbert mixer are analyzed and calculated in detail, and the methods to improve the performance are given. In order to solve the problems of voltage redundancy and single-terminal input in traditional structure, the noise performance, frequency conversion gain and linearity of the circuit are improved by using bypass current injection and pseudo-differential structure, respectively, and the integration of the circuit is improved. In the design of low noise amplifier, the simulation design of low noise amplifier based on TSMC 0.18 渭 m CMOS process is completed. The simulation results show that the improved low noise NF at 1.575GHz is 1.063dBN S21, 15.92dBN S11 and S22 are less than -15dB, that is, the input and output matching networks achieve better power matching P1dB -15.7dBmand power consumption 5.31mW. In the design of mixer, the simulation design of double-balanced Gilbert mixer based on TSMC 0.18 渭 m CMOS process is completed. The simulation results show that the NF is 15.31 dB, the frequency conversion gain is 13.15 dB and the power consumption is 6.48 MW at the intermediate frequency of 4MHz. The noise performance of the low noise amplifier designed in this paper needs to be improved. Further reducing the noise of the low noise amplifier is the key factor to improve the noise performance of the receiver system, and it is also the direction of further research on the low noise amplifier. Noise cancellation technology can be used to reduce the noise of low noise amplifier and improve its noise performance. In order to improve the multi-system compatibility of satellite navigation RF chip, the multi-mode RF front-end architecture is a key step, and the design of multi-frequency point compatible low-noise amplifier is the key point. Therefore, low noise amplifier (LNA) compatible with multi-frequency is the next research direction.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN965.5

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本文編號：2052801