在過去的幾十年間,隨著無線通信技術(shù)的驚人發(fā)展,涌現(xiàn)出大量的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。這使得當(dāng)前的Sub-6GHz頻譜變得越來越擁擠,僅有部分頻段未被授權(quán)。而在一個移動終端上集成多種通信模式是無線通信技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。這對接收機的小型化、低功耗、可重構(gòu)、抗干擾能力提出了巨大挑戰(zhàn)。本論文圍繞著無聲表面濾波器（SAW-less）多模多標(biāo)準(zhǔn)抗阻塞接收機射頻前端展開工作,重點研究了抗阻塞接收機射頻前端架構(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。本文首先對比了各種接收機結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點,之后分析了SAW-less接收機干擾信號的來源,從而引出了主流的SAW-less多模多標(biāo)準(zhǔn)接收機架構(gòu),總結(jié)了不同的抗阻塞設(shè)計方法。本文還總結(jié)了接收機噪聲指標(biāo)、線性度指標(biāo)、動態(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抗阻塞接收機射頻前端的總體設(shè)計指標(biāo)。對于多模多標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用,射頻前端的帶寬和增益需要可重構(gòu),這就對設(shè)計提出了新的挑戰(zhàn)。本文研究了基于無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)計了一... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

全球6GHz以下無線通信系統(tǒng)的頻譜分配圖

圖 1-2 J.Mitola提出的軟件無線電架構(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)接收機通常采用射頻前端窄帶多路并行的方案，通過下利用射頻和中頻濾波器抑制干擾信號，同時使用軟件配置、調(diào)制方式從而實現(xiàn)多模多標(biāo)準(zhǔn)單片集成[6,7]。中，為了滿足移動性的需求，設(shè)備制造商需要用最少的片的功耗來兼容盡可能多的通信標(biāo)準(zhǔn)，同時為了滿足嚴(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，其插損會造成接收機噪到隨著通信模式和標(biāo)準(zhǔn)的層出不窮，這種簡單并行的集成大上升和體積的不斷增大。因此無聲表面濾波器(SAW-l點[9,10]。收機需要在不使用帶外濾波器的情況下同時滿足所兼容信號功率足夠高時，甚至?xí)枞邮諜C，使之無法正常工

圖 2- 1 超外差接收機架構(gòu)2.2.2 鏡像抑制接收機為了消除超外差結(jié)構(gòu)中的鏡像濾波器，發(fā)明了鏡像抑制接收機。圖 2-2(a)為 Hartley鏡像抑制結(jié)構(gòu)[3]。射頻信號經(jīng)過片外頻段選擇濾波器濾波、LNA 放大后，被兩個匹配的混頻器下變頻為兩路中頻信號。兩個支路分別為同相(I)與正交信號(Q)支路，相位相差90°。兩路信號經(jīng)過 LPF 后，正交支路的信號被相移 90°后與同相支路信號相加而鏡像信號被抵消了。然而在實際應(yīng)用中，尤其是在高頻領(lǐng)域中，一個完美的正交下變頻與精確的 90°相移很難實現(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[D]. 王曾祺.東南大學(xué) 2017
[2]面向行業(yè)專網(wǎng)的軟件無線電接收機芯片關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張欣旺.清華大學(xué) 2015



本文編號：3296260