基于無線局域網(wǎng)的雙頻道CMOS低噪聲放大器的設(shè)計.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，無線通信技術(shù)以前所未有的速度蓬勃發(fā)展，目前市場上大量涌現(xiàn)出各種通信標(biāo)準(zhǔn)。其中極具有代表性的就是無線局域網(wǎng)技術(shù)，無線局域網(wǎng)已廣泛覆蓋于各種場所，多種無線局域標(biāo)準(zhǔn)（802.11類）共存。鑒于多類無線通信協(xié)議的應(yīng)用，無線系統(tǒng)接收機(jī)必須能夠于多頻段多協(xié)議間兼容。同時對其兼容能力的要求愈發(fā)增強(qiáng)。
　　低噪聲放大器作為通信接收機(jī)系統(tǒng)的前端設(shè)備，其性能的好壞直接關(guān)系到整個無線接收系統(tǒng)?，F(xiàn)代無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，對低噪聲放大

2、器的抗干擾性、放大能力、噪聲系數(shù)以及穩(wěn)定性等方面提出了更高的性能要求。CMOS工藝被廣泛應(yīng)用于集成低噪聲放大器芯片的設(shè)計中，單片集成多頻段技術(shù)可以有效提升系統(tǒng)的通信容量，降低成本，縮小芯片面積、提高設(shè)計上的靈活性。本文針對多頻段無線局域網(wǎng)接收機(jī)中的關(guān)鍵模塊——雙頻段低噪聲放大器進(jìn)行了研究，采用RFCMOS進(jìn)行了電路設(shè)計，主要工作和成果包括如下方面:
　　1.首先分析低噪聲放大器設(shè)計時需要考慮的放大器的各項性能指標(biāo)，進(jìn)而提出適合工作

3、于無線接收機(jī)系統(tǒng)的低噪聲放大器的性能指標(biāo)。
　　2.結(jié)合低噪聲放大器設(shè)計的理論知識，分析相關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及需考慮的低噪聲放大器的性能，分析各種設(shè)計方法的的優(yōu)缺點，選擇優(yōu)化的電路設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠滿足要求的低噪聲放大器。
　　3.采用SMIC0.18μmCMOS工藝設(shè)計一種新型的應(yīng)用于無線局域網(wǎng)的雙頻段低噪聲放大器。該電路選定了噪聲性能較好的源級電感負(fù)反饋結(jié)構(gòu)作為輸入級，共源共柵級結(jié)構(gòu)作為LNA的主體結(jié)構(gòu)，并行匹配實現(xiàn)雙頻放大，

4、L型輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)輸出網(wǎng)絡(luò)的匹配。同時，為增大系統(tǒng)增益，本文增加兩級放大器結(jié)構(gòu)?；谠O(shè)計指標(biāo)要求和低噪聲設(shè)計理論，確定了MOS管，電感，電容等電路元件的元件值。
　　4.最后本文采用SMIC0.18μmCMOS工藝進(jìn)行設(shè)計仿真，仿真結(jié)果表明，并行式雙頻道LNA的輸入輸出阻抗匹配，使雙頻道LNA能并行工作在2.4GHz和5.2GHz頻段。工作電壓為1.8V的電源電壓，當(dāng)工作頻率2.4GHz時，其增益達(dá)到了18.77dB，噪聲系

5、數(shù)為1.001dB，輸入/輸出阻抗匹配S11、S22分別為-24.19dB和-24.4dB，1-dB壓縮點為-11.2775dBm;當(dāng)工作頻段為5.2GHz時，其增益達(dá)到了15.74dB，噪聲系數(shù)1.708dB，輸入/輸出阻抗匹配S11、S22分別為-19.86dB和-19.96dB，1-dB壓縮點為-10.6601dBm。
　　綜上，本文設(shè)計了一款能同時工作在雙頻段的并行式LNA。根據(jù)設(shè)計結(jié)果可知，本文設(shè)計的LNA輸入輸出阻抗匹