0.18μm CMOS卫星导航系统射频前端设计

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本文提出了一种双频段全球导航定位系统(Global NavigationSatellie system,GNSS)射频前端的设计与实现。该双频射频前端由低噪声放大器、下变频器及可编程增益放大器组成,其工作频率可以分别配置在1.2GHz及1.57GHz。本文首先介绍了cMOs导航接收机的相关背景,包括信号特征、cMos工艺特点以及接收机结构。随后,详细介绍了双频低噪声放大器的设计过程。该伪差分结构低噪声放大器用有源的方法实现了单端输入到差分输出(非平衡一平衡)的转换,并采用电容耦合补偿的方法改善了差分输出信号的相位及幅度非平衡特性。恒定跨导偏置电路的使用减小了低噪声放大器的增益随工艺、电压、温度变化的偏差。此外,该低噪声放大器可以很容易的配置在不同的工作频率以接收各种导航信号。下变频器基于Gilbeit结构,并在其开关级采用分流(currentbleeding)的方法降低噪声并提高了线性度。高线性度可编程增益放大器具有18dt3的增益调节范围,调节步长为6dB,在30MHz内的纹波小于O.2dB。本文设计的射频前端采用中芯国际O.18umcMos工艺制造,版图面积为1 O×O 5mm~2(包括EsD和焊盘)。芯片直接键合到测试板进行测试。测试结果显示,该射频前端在1.2GHz/1.57GHz下分别具有68dB/66dB的增益,2.4dB/2.6dB的噪声系数,—42dBm/—39dBm输入1dB压缩点。该射频前端用1.8v供电,共消耗10.0mA电流。
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