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本论文研究和设计了无线通信系统中的低功耗低噪声放大器。低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)一般位于射频接收机的第一级,用于放大由天线接收下来的有用信号。LNA不仅要求自身的噪声系数要足够低,同时它还要具有一定的增益用于放大有用信号,而且如果能够提供足够的增益就可以克服后续各级的噪声。所以LNA的性能直接制约着整个接收系统的工作性能。在LNA电路设计中,达到最小噪声系数的输入匹配状态并不等同于使功率增益最大的匹配状态,难以达到噪声和输入阻抗的同时匹配,因而设计的电路往往具有理想的增益和输入匹配却不能实现理论上的最小噪声系数。另外在无线通信系统中,对低功耗的要求特别高,而降低功耗就会使LNA的性能下降。本文就上面提出的问题对无线通信系统中低功耗低噪声放大器进行了研究和设计。本文首先介绍了LNA的基本设计理论,包括噪声理论基础、经典噪声分析理论和放大器的性能指标等,并讨论了几种LNA的基本拓扑结构,并对这几种结构的优缺点进行了阐述。然后本文详细分析了LNA的各种优化技术,特别是针对功耗问题和输入端口同时匹配问题进行了系统地讨论,并且在这些优化设计技术的基础上进行了一定的改进,结合相关理论论述了一种改进型优化方法,能够在低功耗条件下实现噪声和输入同时匹配,本文采用CHRT 0.35μm RF CMOS工艺,使用Cadence IC 5.0 SpectreRF仿真器,利用改进型优化技术设计了一个1.5GHz LNA,仿真结果表明噪声系数为0.43dB,仅比最小噪声系数高0.04dB,输入输出匹配状态良好,增益达到14.6dB,整个电路的功耗仅为22.4mW,验证了设计理论。最后本文针对宽带LNA电路进行了研究,重点讨论了如何利用带通滤波器型匹配结构设计宽带低噪声放大器电路,特别是关于滤波器工作带宽的选择和功耗约束噪声优化技术的应用进行了分析,并且设计了一个应用于超宽带(UWB)系统的3～5GHz宽带低噪声放大器电路。本设计采用TSMC 0.18μm CMOS工艺库,使用Agilent ADS2006A仿真器,仿真结果显示在工作频带内噪声系数在1dB～1.3dB之间,输入输出均实现了良好的宽带匹配,放大器的增益保持在14.6dB以上,带内波纹小于1.7dB,整个电路的功耗约为28mW。