本文關鍵詞：C波段射頻接收前端設計

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【摘要】：有源電子掃描陣列(AESA, Active Electronic Scanning Array)將廣泛應用于下一代雷達、通訊與電子戰(zhàn)系統(tǒng),系統(tǒng)需要滿足機載、星載、球載等多平臺的應用,這對成千上萬個分布式收發(fā)(T/R)單元的成本、體積和重量提出了更高的要求,T/R組件必須具備更高的集成度、更低的成本和更多的功能。相控陣多功能芯片是解決下一代T/R組件高集成度、低成本與多功能的有效技術途徑之一。本文采用0.18μm RF CMOS工藝設計了應用于C波段的射頻接收前端電路,包括單轉雙低噪聲放大器、正交下變頻混頻器和±45。移相器,其主要功能是接收射頻信號,實現(xiàn)頻率轉換和鏡像抑制。單轉雙低噪聲放大器采用共柵-共源(Common-Gate-Common-Source, CG-CS)基本結構完成單端信號到差分信號的轉換,通過層疊電容交叉耦合結構的共柵級引入正反饋通路來提高電路的增益并抑制噪聲。負載采用RLC并聯(lián)諧振網絡,提高該級的增益和輸出線性度,電阻R的大小可以改變諧振網絡的Q值,從而調節(jié)射頻信號的帶內波動。正交下變頻混頻器基于吉爾伯特雙平衡結構,采用I/Q共享跨導級減小電路的失配,LC并聯(lián)諧振網絡作負載提高電路的增益和輸出線性度,采用電阻源級負反饋提高電路的輸入線性度。±45。移相器采用兩級RC多相濾波器結構,實現(xiàn)中頻信號的選擇以及鏡像信號的抑制。本文給出了C波段射頻接收前端的電路設計和版圖設計,并結合工藝角和溫度完成了前仿真、后仿真驗證。射頻接收前端的后仿真結果表明：在3.3V的電源電壓下,接收前端的工作電流為60.80mA,變頻增益為24.24dB,噪聲系數(shù)小于7.81dB,輸出ldB壓縮點為8.34dBm,輸入匹配S11小于-20.57dB,鏡像抑制度大于48.48dBc。本文設計的C波段射頻接收前端性能滿足設計指標要求,可以應用于C波段射頻收發(fā)芯片。
【關鍵詞】：接收前端 鏡像抑制 高集成度
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究背景8-10
• 1.1.1 有源電子掃描陣列概述8-9
• 1.1.2 AESA射頻集成電路發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2 本文的研究內容及設計指標10-11
• 1.3 本文的結構11-14
• 第二章 射頻接收前端設計理論與方法14-26
• 2.1 無線接收機結構14-17
• 2.1.1 超外差結構14-15
• 2.1.2 零中頻結構15
• 2.1.3 低中頻變頻結構15-16
• 2.1.4 鏡像抑制結構16-17
• 2.2 接收機性能參數(shù)17-21
• 2.2.1 噪聲系數(shù)17
• 2.2.2 線性度17-20
• 2.2.3 靈敏度20
• 2.2.4 動態(tài)范圍20-21
• 2.3 射頻接收前端主要電路結構分析21-25
• 2.3.1 低噪聲放大器常用結構21-23
• 2.3.2 混頻器常用結構23-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第三章 射頻接收前端電路設計26-50
• 3.1 接收前端電路結構設計26
• 3.2 單轉雙低噪聲放大器設計26-34
• 3.2.1 低噪聲放大器主要性能參數(shù)26-27
• 3.2.2 單轉雙低噪聲放大器電路設計27-31
• 3.2.3 單轉雙低噪聲放大器前仿真驗證31-34
• 3.3 I/Q正交下變頻混頻器設計34-39
• 3.3.1 混頻器主要性能參數(shù)34-35
• 3.3.2 I/Q正交下變頻混頻器電路設計35-36
• 3.3.3 I/Q正交下變頻混頻器前仿真驗證36-39
• 3.4 ±45°移相器設計39-42
• 3.4.1 ±45°移相器電路設計39-41
• 3.4.2 ±45°移相器前仿真驗證41-42
• 3.5 接收前端前仿真驗證42-48
• 3.5.1 接收前端工作電流的前仿真結果42
• 3.5.2 接收前端輸入匹配的前仿真結果42-43
• 3.5.3 接收前端變頻增益的前仿真結果43-45
• 3.5.4 接收前端噪聲系數(shù)的前仿真結果45
• 3.5.5 接收前端線性度的前仿真結果45-46
• 3.5.6 接收前端鏡像抑制度的前仿真結果46
• 3.5.7 接收前端本振隔離度的前仿真結果46-47
• 3.5.8 接收前端前仿真結果總結47-48
• 3.6 本章小結48-50
• 第四章 射頻接收前端版圖設計與后仿真50-62
• 4.1 版圖設計50-51
• 4.1.1 版圖的匹配設計50
• 4.1.2 版圖的寄生優(yōu)化50-51
• 4.1.3 版圖的可靠性設計51
• 4.2 接收前端的版圖設計51-52
• 4.3 接收前端的后仿真結果52-59
• 4.3.1 接收前端工作電流的后仿真結果52
• 4.3.2 接收前端輸入匹配的后仿真結果52-53
• 4.3.3 接收前端變頻增益的后仿真結果53-55
• 4.3.4 接收前端噪聲系數(shù)的后仿真結果55-56
• 4.3.5 接收前端線性度的后仿真結果56
• 4.3.6 接收前端鏡像抑制度的后仿真結果56-58
• 4.3.7 接收前端本振隔離度的后仿真結果58-59
• 4.4 接收前端后仿真結果總結59-60
• 4.5 本章小結60-62
• 第五章 射頻接收前端芯片測試方案62-68
• 5.1 接收前端的芯片引腳說明62-63
• 5.2 鍵合測試PCB設計63-64
• 5.3 接收前端測試儀器說明64-65
• 5.4 接收前端的測試方案65-66
• 5.4.1 增益特性測試65
• 5.4.2 噪聲特性測試65-66
• 5.5 本章總結66-68
• 第六章 總結與展望68-70
• 6.1 總結68
• 6.2 展望68-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-76
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文76

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本文編號：703263