多協(xié)議兼容寬頻寬帶射頻接收機(jī)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著無線移動通信的迅速發(fā)展，越來越多的無線通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)相繼被提出，通信網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出不同頻段、不同速率、不同距離的趨勢，因而通過單個通信終端實現(xiàn)多個通信協(xié)議的兼容則成為了研究的熱點(diǎn)，而這其中最重要的部分則為多協(xié)議兼容的收發(fā)機(jī)芯片。本文針對多協(xié)議兼容寬頻寬帶接收機(jī)做了以下研究：
　　本文分析并研究了DVB-T、GSM、W-CDMA、TD-SCDMA、GPS、ZigBee、Bluetooth、802.11b/g等主流通信協(xié)議，分析了射頻頻

2、段部分通信協(xié)議的參數(shù)，從理論上推導(dǎo)了協(xié)議參數(shù)與接收機(jī)指標(biāo)的轉(zhuǎn)換，并制定了多協(xié)議兼容接收機(jī)的整體指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，制定了接收機(jī)的整體架構(gòu)，通過建模仿真，完成了接收機(jī)鏈路的各級模塊的指標(biāo)分配，為后續(xù)系統(tǒng)方案及模塊電路設(shè)計提供了有價值的參考。
　　針對接收鏈路最前端的低噪聲放大器（Low noise amplifier,LNA）的設(shè)計中增益、噪聲系數(shù)、三階交調(diào)點(diǎn)（Input third-order intercept point,IIP

3、3）等性能難以折中的難點(diǎn)，本文提出了兩種采用了噪聲消除技術(shù)、電容交叉耦合技術(shù)（Cross capacitor coupling,CCC）和多晶體管復(fù)用（Multiple gated transistors,MGTR）技術(shù)的LNA設(shè)計方案。兩種方案都在第一級實現(xiàn)了寬帶匹配、低噪聲系數(shù)的設(shè)計目標(biāo)，而在第二級采用MGTR技術(shù)，增強(qiáng)了電路的整體增益的同時未帶來IIP3的惡化。測試結(jié)果表明，與現(xiàn)有文獻(xiàn)對比，采用這兩種方案所設(shè)計的LNA整體性能上具

4、有較大的優(yōu)勢，實現(xiàn)了優(yōu)異的性能。
　　本文針對傳統(tǒng)的MGTR技術(shù)只能提升電路IIP3性能而對1dB壓縮點(diǎn)性能沒有提升作用的局限性進(jìn)行了研究，提出了一種改進(jìn)型MGTR技術(shù)。該技術(shù)采用了多對晶體管同時對電路跨導(dǎo)級的g??和g"??進(jìn)行補(bǔ)償，使得電路的IIP3和1dB壓縮點(diǎn)同時得到了提升。本文使用該技術(shù)提出了一款改進(jìn)型的MGTR有源下混頻器方案，通過對比實驗，證明該方案不僅具有低噪聲、高增益等有源混頻器的優(yōu)點(diǎn)，同時也避免了傳統(tǒng)有源混頻器

5、IIP3和1dB壓縮點(diǎn)低的缺點(diǎn)，實現(xiàn)了優(yōu)異的性能。
　　本文根據(jù)所設(shè)計的LNA及混頻器電路，提出了兩種射頻前端（RF Front-end,RFE）設(shè)計方案。測試結(jié)果表明，相較于參考文獻(xiàn)，本文的射頻前端設(shè)計在芯片面積、噪聲系數(shù)、功耗上具有較大的優(yōu)勢，整體實現(xiàn)了優(yōu)異的性能。
　　在系統(tǒng)級設(shè)計與射頻前端設(shè)計的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計了一款多協(xié)議兼容寬頻寬帶射頻接收機(jī)。測試結(jié)果表明，該款接收機(jī)可在45MHz~2.5GHz的頻帶內(nèi)工作，帶寬調(diào)