无线射频接收前端的分析和设计

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目前,射频电路存在广阔的市场,成为无线通信领域内研究的热点之一。本文正是在这种形式下,对射频无线接收前端电路尤其是射频接收机部分进行了深入的研究。 首先对目前广泛应用在基站中的天线和天线开关进行了介绍,并给出天线开关的详细设计过程。 随后对低噪声放大器进行了探讨,提出了一种可预测增益和噪声系数的方法,只要知道器件的S参数和噪声参数,就能对放大器设计的可行性进行预测,相对于传统作法,设计过程得到了大大简化。由于CMOS工艺在基带电路的成熟应用,其在射频中的地位也逐渐被人们所重视。本文也对CMOS低噪声放大器进行了分析,将传统共源共栅结构看作二级放大器级联形式,并由此引入级间匹配网络。围绕级间匹配网络的实现这一核心问题,推导出级间匹配电路可以用一个串联电感实现。最后用一个2GHz CMOS低噪声放大器的设计实例进行验证,仿真结果表明在共源共栅结构之间引入匹配集成电感后,放大器的噪声和增益性能得到了明显改善。 对混频器的讨论,先是设计出了一个性能理想的单平衡混频器,随后阐述了镜像抑制混频器的原理和影响其性能的因素。针对卫星电视直播接收系统,用ADS设计了一个宽频带、高镜像抑制度、低噪声的Ku波段镜像抑制混频器,并同普通平衡混频器进行了对比分析,显示了其优越的性能。 最后结合前面各章内容,给出了一个Ku波段射频前端接收机完整设计实例,并给出了包含微波无线供电系统、卫星接收机和PHS基站在内的多个射频前端电路的实例分析。
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