在過(guò)去的幾十年間,隨著無(wú)線通信技術(shù)的驚人發(fā)展,涌現(xiàn)出大量的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。這使得當(dāng)前的Sub-6GHz頻譜變得越來(lái)越擁擠,僅有部分頻段未被授權(quán)。而在一個(gè)移動(dòng)終端上集成多種通信模式是無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。這對(duì)接收機(jī)的小型化、低功耗、可重構(gòu)、抗干擾能力提出了巨大挑戰(zhàn)。本論文圍繞著無(wú)聲表面濾波器（SAW-less）多模多標(biāo)準(zhǔn)抗阻塞接收機(jī)射頻前端展開(kāi)工作,重點(diǎn)研究了抗阻塞接收機(jī)射頻前端架構(gòu),射頻前端的抗阻塞技術(shù)以及抗阻塞接收鏈路的重構(gòu)方法。本文首先對(duì)比了各種接收機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),之后分析了SAW-less接收機(jī)干擾信號(hào)的來(lái)源,從而引出了主流的SAW-less多模多標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)架構(gòu),總結(jié)了不同的抗阻塞設(shè)計(jì)方法。本文還總結(jié)了接收機(jī)噪聲指標(biāo)、線性度指標(biāo)、動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)的一般推算方法,并根據(jù)本課題所需要兼容的通信標(biāo)準(zhǔn)提出了SAW-less抗阻塞接收機(jī)射頻前端的總體設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)于多模多標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用,射頻前端的帶寬和增益需要可重構(gòu),這就對(duì)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。本文研究了基于無(wú)源混頻器的射頻帶通濾波器的可重構(gòu)性,提出一種增益與帶寬的重構(gòu)方法,并根據(jù)理論分析結(jié)果,采用TSMC 0.18μm RF CMOS工藝設(shè)計(jì)了一... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

全球6GHz以下無(wú)線通信系統(tǒng)的頻譜分配圖

圖 1-2 J.Mitola提出的軟件無(wú)線電架構(gòu)精度 ADC，其功耗也將要高達(dá)數(shù)百瓦特。因此，為了緩解準(zhǔn)接收機(jī)通常采用射頻前端窄帶多路并行的方案，通過(guò)下利用射頻和中頻濾波器抑制干擾信號(hào)，同時(shí)使用軟件配置、調(diào)制方式從而實(shí)現(xiàn)多模多標(biāo)準(zhǔn)單片集成[6,7]。中，為了滿(mǎn)足移動(dòng)性的需求，設(shè)備制造商需要用最少的片的功耗來(lái)兼容盡可能多的通信標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)為了滿(mǎn)足嚴(yán)苛性能的聲表面波(SAW)濾波器。但是 SAW 濾波器不僅昂于 SAW 濾波器被放置于天線端，其插損會(huì)造成接收機(jī)噪到隨著通信模式和標(biāo)準(zhǔn)的層出不窮，這種簡(jiǎn)單并行的集成大上升和體積的不斷增大。因此無(wú)聲表面濾波器(SAW-l點(diǎn)[9,10]。收機(jī)需要在不使用帶外濾波器的情況下同時(shí)滿(mǎn)足所兼容信號(hào)功率足夠高時(shí)，甚至?xí)枞邮諜C(jī)，使之無(wú)法正常工

圖 2- 1 超外差接收機(jī)架構(gòu)2.2.2 鏡像抑制接收機(jī)為了消除超外差結(jié)構(gòu)中的鏡像濾波器，發(fā)明了鏡像抑制接收機(jī)。圖 2-2(a)為 Hartley鏡像抑制結(jié)構(gòu)[3]。射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)片外頻段選擇濾波器濾波、LNA 放大后，被兩個(gè)匹配的混頻器下變頻為兩路中頻信號(hào)。兩個(gè)支路分別為同相(I)與正交信號(hào)(Q)支路，相位相差90°。兩路信號(hào)經(jīng)過(guò) LPF 后，正交支路的信號(hào)被相移 90°后與同相支路信號(hào)相加而鏡像信號(hào)被抵消了。然而在實(shí)際應(yīng)用中，尤其是在高頻領(lǐng)域中，一個(gè)完美的正交下變頻與精確的 90°相移很難實(shí)現(xiàn)。在集成電路典型的匹配情況下，增益失配 0.2~0.6 dB，相位失配為 1~5°，鏡像抑制在 30~40 dB 的范圍內(nèi)，而在大多數(shù)射頻應(yīng)用中，鏡像抑制需要在60~70 dB 之間[2]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A tunable passive mixer for SAW-less front-end with reconfigurable voltage conversion gain and intermediate frequency bandwidth[J]. 陶健,Fan Xiangning,Zhao Yuan.  High Technology Letters. 2018(01)
[2]A reconfigurable passive mixer for multimode multistandard receivers in 0.18 μm CMOS[J]. 樊祥寧,陶健,包寬,王志功.  Journal of Semiconductors. 2016(08)

博士論文
[1]WSN低功耗射頻接收關(guān)鍵技術(shù)研究與芯片設(shè)計(jì)[D]. 王曾祺.東南大學(xué) 2017
[2]面向行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)的軟件無(wú)線電接收機(jī)芯片關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張欣旺.清華大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3296260