CMOS Ka波段射频前端研究

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随着高速信息时代的到来,人们的生活在快速的信息交换中发生着巨大的变化。无线通信因为它的便捷性,在越来越多的领域开始超过有线的网络。与此同时,人们对于无线通信也有更高的要求,越来越多的无线通信功能被集成到智能设备之上,小型化、低成本、能长时间工作是市场的需求,因此低功耗、高集成的射频芯片成为现在研究的热点。  本文中提出了一种比较新颖的电路复用结构,将压控振荡器(VCO)和混频器(Mixer)融合在一起,简称MV结构。MV结构将压控振荡器与混频器之间相似的电路进行整合,振荡器一方面作为混频器的负载,一方面又单独工作,产生本振信号,并且它们共用一组电流偏置,从而既实现电流的复用又实现了器件的复用,达到功耗和面积的减小。  本文电路的实现采用了SMIC0.18um RF CMOS工艺,并在Cadence环境下进行了版图设计与后仿真。本文中设计MV工作在Ka波段(26.5~40GHz),由于Ka波段下,工艺库中的电感并不能满足设计的要求,文中采用了微带线的方式实现电感。最终设计的结果显示,在3.3V供电电压下,该MV的转换增益可达29dB,噪声系数在需求频段小于20dB,在偏离中心频率1MHz处的相位噪声低于-110dBc/Hz。功耗仅为125mW,面积是487um*633um,达到了最初设定的目标。
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