【摘 要】
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全球卫星导航系统逐步成为空间信息获取不可或缺的部分,应用范围由专业市场扩展到民用市场。导航接收机前端作为在卫星导航系统的一个主要组成部分,其重要性不言而喻。而低噪
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全球卫星导航系统逐步成为空间信息获取不可或缺的部分,应用范围由专业市场扩展到民用市场。导航接收机前端作为在卫星导航系统的一个主要组成部分,其重要性不言而喻。而低噪声放大器是应用在导航接收机前端的第一个模块,低噪声放大器的性能无疑直接影响着导航接收机的使用条件和应用范围。基于导航接收机的应用特点,在满足系统的各项指标要求外,低噪声放大器还必须保证足够高的线性度抑制信号干扰。本文正是对CMOS工艺下基于L波段的低噪声放大器进行的研究设计。本文对研究背景意义以及已有的研究成果进行介绍后,分析得到已有的各种优化结构只是适用于单一指标的优化,而在实际应用中还需要折衷考虑各指标要求。本文首先对指标进行了详细的分析,并且简要通过几种低噪声放大器的拓扑结构具体分析了系统的指标。对指标要求以及结构特性进行了折衷的选择后,对本设计采用的源简并型共源共栅放大器进行了具体的指标以及结构分析。并且在线性度的设计上额外选取了优化方案。对比现有的几种优化方案选取了适合本设计的导数叠加的方案并对其进行了具体的分析设计。基于SMIC180nm工艺,对电路整体进行了设计。通过对整体电路性能的分析,进一步对单级低噪声放大器提出各级的性能要求。对每一级的低噪声放大器进行了优化设计后,完成了电路图的设计,在版图的设计中,由于高频电路的特殊性,也对电路的有源和无源器件进行了进一步地设计。最后参考后仿的结果对电路设计进行了进一步地优化。最终进行了流片。本文的最后对键合在pcb板上的芯片进行了测试。首先介绍了测试条件以及测试所用仪器,然后对芯片进行测试并得到测试结果。芯片采用1.8V和3.3V共同供电,在工作频率上,低噪声放大器的噪声系数为4.3db、增益为18.2db、S11为-16.9db、S22为-21.2db,输出三阶交调点19.7db。测试结果符合分析和仿真的结果,证明了电路设计、版图设计以及优化结果的有效性。芯片工作正常,性能指标满足设计要求,最终完成了本次课题。
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