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近年来,伴随着无线通信技术的迅速发展,无线数据传输的速度被寄予更高的期望,一种高速无线通信协议应运而生。另一方面,对廉价工艺尤其是互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的持续改进,使通信系统的成本、功耗和其他性能的进一步改善也得以实现。
超宽带(UWB,Ultra Wide Band)通信技术是一种应用于短距离的超高速数据传输协议,近年来以低成本、低功耗、高速率等特性成为国际无线通信领域中一种新兴的无线通信技术。多带正交频分复用超宽带(MB-OFDM UWB)是超宽带技术的一种,由于收发信机架构和集成电路工艺上与传统无线系统的兼容性,已作为IEEE标准被推广,具有极其广泛的应用前景。
混频器是射频收发信机的核心电路。本课题采用中芯国际0.13μm CMOS工艺设计了于多带正交频分复用超宽带接收机射频前端的下变频器。
论文首先根据系统要求确定了采用的混频器种类——吉尔伯特混频器。论文分析了传统吉尔伯特混频器产生噪声的机制,为设计中的噪声优化提供了理论依据;针对混频器中比较重要的线性度性能,论文阐述了几种改进线性度的技术。在上述理论分析的基础上,采用了多种改进噪声、线性度和功耗的措施,并给出了较详尽的理论分析,最终确定了符合设计要求的混频器结构。仿真结果显示论文设计的混频器在264MHz频带范围内各项性能具有良好的平坦性,核心电路功耗仅为3.7mw,混频器的各项性能均满足设计指标,验证了混频器设计方法的正确性。论文最后回顾总结了整个设计过程,并对电路设计的进一步完善提出了想法。