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近年来，无线通讯的市场需求快速增长。无线传感器网络(WSN)中传感器结点之间的通信成为一大研究热点和难点。WSNs具有广泛的应用前景，包括：环境监视，生产自动化管理，智能建筑，智能公路，地震等灾难预测，等等，深入到社会安全，国家生产和人民生活的方方面面。WSN的最大设计难点在于它通过有限的电池能量来供电。因此其无线通讯模块必须超低功耗，高能量利用率(energy/bit)，小体积和低成本。超低功耗的WSN的实现需要通讯系统从上到下各个层次的功率优化和协同设计。其中无线接收机部分的低功耗设计仍然是一个瓶颈。目前能够实现的接收机的功耗都不允许用于WSN的接收机工作在连续工作状态。接收机必须工作在低工作任务周期状态才能实现长达几年的自动工作寿命而无需更换电池。
本论文提出了一个应用于智能家庭WSN，工作在17GHz频段的无线收发机解决方案。该收发机系统旨在提高通讯速率的同时减小收发机的开启时间，以提高其能量利用率。因此，选用了欧洲的17GHz频段作为工作频段，进行研究和设计。该频段可以获得100MHz的可用带宽，采用高达(10Mbit/s)的通讯率，该频段内其他应用产生的干扰小，17GHz波长短，所需天线面积小，便于提高能量利用率的同时提高芯片集成度，减小芯片面积。
简单讨论了此无线收发机的系统结构后，本文着重讨论了接收端的结构和电路实现。在NXP QUBiC4X 0.4μm BiCMOS工艺下设计并实现了这个接收机系统的射频前端。它采用subharmonic结构，零中频接收器系统构架。该芯片包括：一个17GHz的低噪声放大器(LNA)，I/Q下混频器(Subharmonic mixer)及其输出端的跨阻放大器，还有本振通路的输入缓冲器和8相位发生电路。这些子电路的结构选择，具体设计和版图实现，旨在满足性能指标的前提下尽可能的降低功耗。而在予模块集成和系统芯片的设计中，模块接口部分，以及整体的版图也进行了优化，旨在提高整体的能量利用效率。
本文最终实现了17GHz LNA芯片和17GHz无线接收机射频前端芯片。此射频前端芯片总功耗为7.3mA(2.5V)，接收灵敏度为-100dBm(330kHz Resolution bandwidth)，IIP3到达-22.5dBm，噪声系数(NF)小于10dB，conversion gain约为35dB。性能基本满足了此WSN系统的要求。本文提出的17GHz无线接收方案具有一定的可行性和研究价值。但是，距离最后的应用还有很长的道路，需要考虑封装，版图等更多的实际影响，进一步减少功耗，优化性能。