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随着无线通信技术的快速发展,通信系统对带宽的要求变得越来越高。由于频谱资源日益紧张和传输速率有限,以往的低频段已经越来越不能满足人们日常生活的需求,无线通信朝着更高的频段发展已成为必然趋势。毫米波是指频率在30~300GHz的电磁波,由于其波长短、频带宽,毫米波可以有效地解决高速宽带无线接入面临的许多问题,因而在短距离通信中有着广泛的应用前景。作为毫米波收发系统中的关键电路,压控振荡器(VCO,Voltage Controlled Oscillator)和分频器工作在链路的最高频率上,其性能的好坏直接影响着收发系统的性能,是毫米波集成电路研究的重要内容。本文首先阐述了CMOS毫米波压控振荡器和分频器的研究意义和目前的研究进展,然后对压控振荡器和分频器的宽频带结构、性能参数、设计方法进行了分析,最后基于65nm CMOS工艺设计实现了宽频带(73.3~88.1GHz))压控振荡器和宽频带(81~110GHz)注入锁定分频器,仿真结果达到了预期要求。论文的主要研究工作如下:1.本文对CMOS毫米波宽频带压控振荡器的设计进行了研究。在ADS仿真环境下,采用开关耦合电感结构,通过开关通断改变电感的耦合系数从而改变电感值的大小,在Cadence中完成电路设计并分析电路的仿真数据,最终实现了中心频率为80GHz、输出频率调谐范围为14.8GHz(73.3~88.1GHz)的宽频带压控振荡器。与传统的电容调谐相比,利用该结构的电感设计的压控振荡器的频带范围大大提高。2.对宽频带注入锁定分频器的设计进行了研究。基于65nm CMOS工艺,采用电路复用技术和双端混频技术实现了一个宽锁定范围的毫米波注入锁定分频器(ILFD),有效的扩大分频器的锁定范围,而且不会引入额外的功耗。在最后的电路仿真结果显示,当调节电压范围从0~1.2V变化时,输入的频率锁定范围为81~110GHz,工作电压为0.8V,电路的功耗仅为5.74m W。该分频器适用于W-Band(75~110GHz)的系统应用。