超宽带CMOS射频前端研究

• 作 者: 高振东
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 无线通信 数据传输 频谱规划 拓扑结构

近几年在短距离无线通信领域，超宽带(UWB)技术作为一种新型无线传输技术，在10米距离内能获得480Mb/S甚至更高的数据传输率，吸引了广泛关注和重视，被认为是未来短距离无线通信重要发展方向之一。　　
微电子所作为中国无线个域网标准组(C-PAN)的成员单位，为中国UWB标准的制定提供了频谱规划和物理信道划分方面的提案，并最终被标准组完全采纳，成为中国超宽带标准的物理信道方案。与此同步，设计UWB射频前端芯片来实现这一自主标准。本论文针对中国超宽带频谱规划，对6-9GHz收发机射频前端关键电路设计进行研究，这些电路设计集成于自主研发的UWB RF SoC之中，取得了如下成果：　　
1、提出了一种适用于超宽带低噪放的差分高通滤波器输入匹配结构，相对于传统带通滤波器宽带输入匹配设计，本设计6-9GHz UWB LNA节约了电感数目。差分结构克服了芯片接地端PCB Bonding线长度的不确定性对LNA性能造成的影响。　　
2、设计了并实现了6-9GHz的UWB PA，本设计采用的负反馈式互补放大拓扑结构大大节约了电感数目，节省了芯片面积。输出阻抗匹配网络十分简单有效，在仅采用一个电感的前提下，输出匹配度远优于同类文献。带内增益10dB，且带内增益非常平坦。　　
3、提出了一种新颖的Biquad滤波器结构，相比与传统结构，节约了跨导、CMFB网络和电容数目，在此Biquad基础上设计4阶滤波器，面积功耗显著降低，其他指标并无明显牺牲。