2_12GHzCMOS超宽带低噪声放大器设计
CMOS射频集成电路分析与设计说明
1 绪论1.1 发展历史1.2 现代通信系统概述1.2.1 通信系统的组成图1-1 通信系统的功能方框图1.2.2 数字通信系统图1-2 数字通信系统的组成1.2.3 通信信道及其特性1.2.4 通信信道的数学模型图1-3 加性噪声信道图1-4 带加性噪声的线性滤波信道图1-5 带加性噪声的线性时变滤波器1.3 射频电路在系统中的作用与地位图1-6 射频通信系统示意图图1-7 射频前端方框图1.4 射频电路与微波电路和低频电路的关系1.4.1 频段划分1.4.2 电路的寄生效应1.4.3 电路的设计考虑1.5 应用1.5.1 无线局域网图1-8 Prism Duette双频带收发机芯片组的总体结构图141.5.2 GSM1.5.3 WCDMA1.6 总结参考文献2 线性射频电路的基本特性和分析方法2.1 传输线图2-1 射频电路中常用的均匀传输线2.1.1 传输线波动方程图2-2 一小段传输线的等效电路2.1.2 终端接负载的无损传输线图2-3 以负载处为原点的坐标体系2.1.3 终端接特定负载的无损传输线的工作状态图2-4 短路传输线上电压、电流和输入阻抗的分布图图2-5 开路传输线上电压、电流和输入阻抗的分布图2.1.4 阻抗的周期性和倒置性2.1.5 微带线设计图2-6 微带线的几何结构图2-7 微带线的特性阻抗图2-8 微带线的有效介电常数2.2 Smith圆图2.2.1 阻抗圆图图2-9 阻抗圆图上的归一化阻抗2.2.2 Smith圆图上的反射系数和驻波系数图2-10 阻抗圆图2.2.3 导纳圆图图2-11 导纳圆图上的归一化导纳2.2.4 Smith圆图应用举例图2-12 例2.2的电路图图2-13 利用Smith圆图求解例2.2 2.3 双端口网络2.3.1 网络参量图2-14 双端口网络的电压和电流方向图2-15 双端口网络的入射波和反射波图2-16 S参数的测量2.3.2 网络的互联图2-17 双端口网络的串联图2-18 双端口网络的并联图2-19 双端口网络的串并联图2-20 双端口网络的并串联图2-21 双端口网络的级联2.3.3 信号流图分析法图2-22 信号流图分析法的简化规则图2-23 含电源和负载的双端口网络图2-24 用信号流图分析法分析双端口网络的简化过程2.4 射频电路中的无源分立集总参数元件图2-25 铝金属线归一化电流密度的横截面分布示意图图2-26 铝金属线横截面上的归一化电流密度分布随频率的变化(a=1mm)图2-27 金属铜和铝的趋肤深度随工作频率的变化图2-28 薄膜片上电阻图2-29 炭质电阻图2-30 高频电阻模型图2-31 炭质电阻的阻抗与频率的关系图2-32 表面贴封电容的内部结构图2-33 高频电容模型图2-34 实际电容的阻抗与频率的关系图2-35 高频电感\图2-36 高频电感模型图2-37 实际电感的阻抗与频率的关系2.5 总结参考文献习题图2-38 习题4图图2-39 习题7图图2-40 习题8图3 无源RLC网络和阻抗匹配3.1 无源RLC网络3.1.1 串联RLC网络图3-1 串联RLC网络图3-2 串联RLC网络的阻抗特性图3-3 串联RLC网络中电感储存的磁能、电容储存的电能以及回路储存的总能量随时间的变化情况图3-4 品质因子Q取不同值时回路阻抗的幅频特性和相频特性3.1.2 并联RLC网络图3-5 并联RLC网络图3-6 并联RLC网络的阻抗特性图3-7 品质因子QP取不同值时并联谐振回路阻抗的幅频特性和相频特性3.2 串并联阻抗等效互换图3-8 串并联RLC网络图3-9 电阻R和电抗X的串联形式和并联形式3.3 回路抽头时的阻抗变换图3-10 电感抽头和电容抽头的RLC谐振回路3.4 阻抗匹配图3-11 借以说明阻抗匹配概念的简单电路图3.4.1 L匹配图3-12 L匹配的电路结构图3-13 并/串联电感和电容的阻抗变化轨迹图3-14 利用Smith圆图来求解L匹配问题图3-15 L匹配网络图3-16 Smith圆图上的恒Qn圆3.4.2 T匹配和Pi匹配图3-17 T匹配网络图3-18 利用Smith圆图来设计T匹配网络图3-19 Pi匹配网络图3-20 利用Smith圆图来设计Pi匹配网络3.4.3 微带线匹配图3-21 微带线匹配网络图3-22 利用Smith圆图来设计微带线匹配网络图3-23 归一化阻抗zin=rin+jxin与电容所在位置之间的关系图3-24 更复杂的微带线匹配网络图3-25 全部由微带线组成的匹配网络3.5 总结参考文献习题图3-26 习题3图4 射频集成电路中的基本问题4.1 射频电路的性能度量4.1.1 功率增益和电压增益4.1.2 灵敏度和噪声系数图4-1 电阻的噪声模型4.1.3 线性度和动态范围图4-2 非线性4.1.4 系统设计4.2 射频电路仿真算法及商用仿真软件介绍4.2.1 SPICE模拟器应用于射频领域所遇到的限制4.2.2 射频电路仿真算法4.2.3 射频电路仿真工具4.3 CMOS射频集成电路实现的难点4.4 总结参考文献习题5 集成无源元件5.1 电阻图5-1 有拐角的电阻5.2 电容图5-2 MOS电容的理想C-V曲线图5-3 MIM电容的结构图5-4 三种互连线结构图5-5 “夹心”金属电容5.3 电感图5-6 射频集成电路中电感的典型应用5.3.1 片上平面螺旋型电感图5-7 片上平面螺旋型电感的结构图5-8 接地隔离层图5-9 片上平面螺旋型电感模型图5-10 焊盘的校准结构。
一种低功耗CMOS LNA优化设计方法
一种低功耗CMOS LNA优化设计方法
周洪敏;张瑛;于映;丁可柯
【期刊名称】《南京邮电大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2015(035)001
【摘要】基于SMIC 0.18 CMOS工艺,设计了一个工作频率为5.8 GHz的差分低噪声放大器.针对低功耗电路的设计要求,通过在输入级增加电容实现了限定功耗下的输入和噪声同时匹配.仿真结果表明,设计的低噪声放大器具有良好的综合性能指标.增益为22.47 dB,噪声系数为1.167 dB,输入反射系数(S11)、输出反射系数(S22)、反向隔离度(S12)分别为-24.74 dB、-17.37 dB、-31.52 dB.在1.5V电源电压下,功耗为17.3 mW.
【总页数】5页(P114-118)
【作者】周洪敏;张瑛;于映;丁可柯
【作者单位】南京邮电大学电子科学与工程学院,江苏南京210023;南京邮电大学电子科学与工程学院,江苏南京210023;南京邮电大学电子科学与工程学院,江苏南京210023;南京邮电大学电子科学与工程学院,江苏南京210023
【正文语种】中文
【中图分类】TN45
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5.低功耗CMOS UWB LNA设计综述 [J], 吴伟;李卫民;赵元富
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超宽带窄脉冲的设计与实现
参考文献 1. 朱慧, 苏锐. 超宽带技术概述[J]. 信息技 术2006年11期, 2006-05-23 2. Kim H., Joo Y., All-digital low-power CMOS pulse generator for UWB system[J]. IEE Electronics Letters Vol. 40, No 24, pp. 1534– 1535, November 2004 3. 黄堂森. 用于超宽带穿墙雷达的窄脉冲 产生技术[J]. 电子科技2007年2期, 2006-08 4. 张海平. 超宽带(U W B)窄脉冲发生器 的研究[D]. 西南交通大学硕士学位论文, 2007-05
图4 重复频率2MHz的脉冲串 图5 晶体管方法生成窄脉冲的原理图
万方数据
69 Electronic Design & Application World-Nikkei Elect窄脉冲
可以实现宽度的实时可控。此外使 用一些集成度较高的成熟芯片，增 强了电路的简易性，也增加了整个 系统的集成度。缺点是脉冲信号功 率有限，而且脉宽也受限于集成芯 片速度，不易做到很窄。
参考文献(4条)
1.张海平 超宽带(UWB)窜脉冲发生器的研究 2007
2.黄堂森 用于超宽带穿墙雷达的窄脉冲产生技术[期刊论文]-电子科技 2007(02)
3.Kim H;Joo Y All-digital low-power CMOS pulse generator for UWB system[外文期刊] 2004(24)
4.朱慧;苏锐 超宽带技术概迷[期刊论文]-信息技术 2006(11)
本文读者也读过(10条) 1. 田野.孙宏宁.祖大鹏.Tian Ye.Sun Hongning.Zu Dapeng 基于MultisimV7平台的组合逻辑电路中竞争冒险的分析[期刊论文]-哈尔 滨师范大学自然科学学报2005,21(4) 2. 吴兰臻.Wu Lanzhen 基于三值模型的竞争冒险检测[期刊论文]-仪器仪表用户2001,8(1) 3. 崔瑞雪.张增良.周涛.CUI Rui-xue.ZHANG Zeng-liang.ZHOU Tao 可编程逻辑器件的竞争-冒险现象[期刊论文]-华北航天工业学院 学报2005,15(2) 4. 韩芳.张亚 EDA技术在竞争-冒险现象教学中的应用[期刊论文]-福建电脑2008,24(12) 5. 王春侠 CPLD应用中计数器竞争-冒险现象的一种消除方法[期刊论文]-陕西工学院学报(自然科学版)2003,19(2) 6. 张洁.宋晓丹.ZHANG Jie.SONG Xiao-dan 计数电路中竞争冒险消除的一种方法[期刊论文]-上饶师范学院学报2005,25(3) 7. 宁敏东.熊中朝.杨犀.NING Min-dong.XIONG Zhong-chao.YANG Xi 竞争冒险实验电路的设计与测试[期刊论文]-洛阳师范学院学报 2006,25(5) 8. 沈济民 组合逻辑电路中的竞争冒险现象[期刊论文]-南京广播电视大学学报2003(4) 9. 尹红卫.侯周国 电平异步时序电路的本质险象[期刊论文]-娄底师专学报2003(2) 10. 冼志妙.李廷洪 电位异步时序电路的冒险现象[期刊论文]-河南职业技术师范学院学报2004,32(4)
【北京市自然科学基金】_超宽带_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140729
推荐指数 5 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
科研热词 超宽带 信道估计 频域处理 话音容量 融合 蓝牙 发射-参考系统 双正交小波 uwb
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
科研热词 超宽带 cmos 负阻补偿网络 状态检修 有源衰减器 有源电感 有源可调衰减器 局部放电 在线监测 可调衰减器 可变增益放大器 反馈 全矢量有限元法 光子晶体光纤 偏振分束器 低噪声放大器 sige hbt
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词 达林顿对 超宽带信号 超宽带 色度色散 电流增益 半导体光放大器 光纤布拉格光栅 低噪声放大器
推荐指数 1 1 1 1 1 1 11 12 13 14 15 16 17
2011年 科研热词 电抗反馈 增益平坦化 低噪声放大器 阻抗匹配 锗硅异质结晶体管 超宽带(uwb) 超宽带 稳定性 直接强度调制 毫米波 外部强度调制 噪声系数 光载射频 光学自外差 低噪声放大器(lna) 上变频 sige异质结双极晶体管 推荐指数 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词 超宽带 低噪声放大器 音频编码 语音编码 嵌入式编码 逻辑信道 语音处理 认知无线电 群延时 立体声编码 电阻负反馈 电路设计 模糊多目标决策 干扰温度 射频放大器 宽带匹配 容量 传输功率 tfc sige hbts sige hbt
【国家自然科学基金】_超宽带滤波器_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
2012年 序号 ຫໍສະໝຸດ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42
科研热词 超宽带 超宽带(uwb) 脉冲发射电路 粒子群优化算法 电路参数优化 滤波器 二阶高通滤波器 通带纹波 递归最小二乘 超宽带雷达 超宽带滤波器 调制型混合滤波器组 脉冲超宽带 能量检测 缺陷地结构 简化的广义复合左右手 窄带干扰 矩阵行列式 模式耦合理论 无线传感器网 数字波束形成 数字下变频 指向性 扫描 广义复合左右手 带通滤波器 宽带数字中频处理 啁啾长周期光纤光栅 双频带通 压缩感知 准确重构 光纤光学 信道估计 传输零点 传输线 传输矩阵法 传输参考 互补开口谐振环 二次变频 teo-ppm teager能量算子 teager-kaiser算子
科研热词 超宽带 高速模数转换器 高温超导滤波器 频域采样 陷波 阻抗特性 超宽带通信 认知无线电 衰减 色散、阻抗特性 紧凑 简化的混合右左手传输线 简化混合右左手传输线 窄带 短截线 相移 现场可编程门阵列 滤波器组 正交频分复用 正交解调 模数变换器 根升余弦滤波器 本振泄漏抑制 最大后验概率准则 无线定位 微带实现 并行处理 并联负反馈 并联峰化 带通滤波器综合 切比雪夫滤波器 共存 信道估计 低噪声放大器 传感器网络 uwb rlc滤波电路 parks-mcclellan
科研热词 推荐指数 带通滤波器 7 超宽带滤波器 4 超宽带 4 微带滤波器 3 小型化滤波器 3 宽带滤波器 3 缺陷地结构(dgs) 2 高阻抗线 1 高性能 1 音频频带扩展 1 音频信号处理 1 陷波滤波器 1 超宽带(uwb) 1 耳蜗滤波器倒谱系数 1 耦合微带线 1 缺陷地结构 1 线性调频信号 1 相位调制到强度调制转换 1 相位调制 1 波束形成 1 最近邻匹配 1 折叠阶跃阻抗枝节 1 微波光子学 1 微波信号处理 1 微带线耦合 1 开路存根 1 平面电路 1 多模谐振器 1 多模谐振 1 增益饱和效应 1 叉指耦合 1 半导体光放大器(soa) 1 分数延时fir滤波器 1 共面波导 1 光纤光学 1 uwb雷达 1 hermite插值 1 gauss混合模型 1 doublet脉冲 1 2条槽线 1
广西大学 实验技能和科技创新能力训练基金立项项目表
韦超毅 陈小鹏 蒋林斌 刘幽燕 李光华 王琳琳 林翠梧 梁杰珍 薛红 孙建华 王勉 赵钟兴 黄世钊 覃益民 李伟光 黄祖强 尹作栋 周立亚 黄福川 粟海锋 李志霞 李青云 杨华 李仲民
何淑洁，彭瑶，黄伟 计建忠，韦炜，潘红云 张永骏，韦汇韩，解朋 黄海昌，魏来，郭江宾 陈小霞，卢玉莹，宁启霞 赵巧遇，刘茜茜，韦艳红 何艺鑫，邹嘉佳，贝国兴 刘婵，冀东瑛，张盛强 白广佳，常国崇，廖玉辉 刘洁，熊珍爱，梁樱子 丁威，陈弘俊，黄丹 杨武，黄英豪，覃欢欢 罗孝丰，马骁飞，覃双福 奚美珍，罗起能，覃金花 黄燕香，谢霜，董烈 苏健梅，林叶，韦永作 刘旭，孙皓，刘炳山 周韦堂，梁丽芳，欧玉玲 尹晓燕，周笑妃，杜佳兵 孙晨，谢乃智，黄楚伟 李冬明，熊廷宋，洪亚明 甘雨，谭艺海，周文英 寸原伟，杨智侨，杨红梅 林玉鼎，薛怀杰，黄小灵
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滑片类旋转压缩机动态泄漏分析及优 化 农作物自动切片切碎机设计 电控竹竿舞娱乐机运动机构的创新设 计 小型甘蔗联合种植机虚拟样机设计 一种拉-扭复合疲劳试验装置 太阳能系统在温室大棚中运用的研究 自动跳绳机绳索连接机构的设计 基于慧鱼模型的光电机气一体化自动 加工流水线实验系统 汽车运输振动实验台设计及实验分析 方法研究 基于人工智能和传感技术研究煮糖自 动化关键控制参数的检测方法 甘蔗种植喂蔗机械手设计与视觉定位 研究 竹筒去节开条一体机的设计 太阳能冰箱的研制 教学用堆垛机防坠落保护装置设计 电动直升机控制实验平台设计（机械 模块） 工程流体力学综合试验台的制备及试 验信息平台的搭建 多功能振动实验平台的研制 车用磷酸铁锂动力电池的 SOC 在线 预估方法研究 小汽车相关产品创新设计 生物燃料对不同结构柴油机适用性的 试验研究 工业设计专业实验设备创新设计 稻草拉伸力学性能测试的方法研究 便携式旅行多变装备设计 简易办公保健椅
【电子技术应用】_电压输出_期刊发文热词逐年推荐_20140725
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动态响应 分布式发电 供电系统 低静态电流 低功耗 传递函数 传感器激励 亚阈值 pwm调光 pwm整流器 pwm psm lm5022 dq变换 cmos bicmos工艺 ac-dc控制器
科研热词 降压控制器 maxim 高频变压器 高达 高精度 高压线性稳压器 高亮度led 频率同步 频率 阵列式集成电感 输出电流 输出电压 输出控制器 输入电压 调节器 线性稳压器 等效电感 笔记本电脑 电脑电源 电源抑制比 电流限制 电流纹波 电池供电 电压调节器 电压调整模块 灵活性 汽车电源 汽车电池 正反馈 模拟单元 斜坡补偿 数据采集系统 振荡器 成本 恒流 恒压恒流输出 微功耗 开关电源 带隙基准源 小信号模型 封装 孤岛效应检测 外部 复位输出 复位功能 器件 双频并网逆变器 双通道 双路输出 双单输入单输出模型 单端反激式 单位功率因数
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
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【北京市自然科学基金】_噪声系数_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140729
序号科研热词推荐指数序号科研热词
1高斯白噪声11超宽带
2边信息12电路设计
3自适应滤波13射频放大器
4脏纸代码14低噪声放大器
5网格编码15v系统
6维特比译码16阈值去噪
7硅锗异质结双极型晶体管17语音增强
8椒盐噪声18电阻负反馈
9数字水印19特征提取
10小波变换110消噪
11基于内蓉111木材
12图像增强112数字水印
13噪声滤除113小波变换
14医学图像处理114小波包分析
15低噪声放大器115声发射信号
16ieee802.11a116图像哈希
17噪声估计
18哈希值
19可变增益
20信息安全
21三角域
22三维网格
23wcdma
24sige hbts
25sige hbt
26sige
27hbt
28ads
2008年2009年
1～18GHz超宽带接收下变频模块的设计研究
图1 接收下变频原理框图
侦查监测系统是电子战系统的重要组成部分，理想的侦查监测系统能够以较宽的带宽以及较高的动态和灵敏度信号，而且具有体积小、重量轻、成本低、功耗小、杂散小的特点。
本文设计的1～18GHz超宽带接收下变频模块就具有这些特点。
其设计的链路是接收信号分为1～6GHz、6～18GHz 2个频段，分别送入接收下变频模块对应端口，对于1～18GHz频段的截获信号，在每个通道内先进行限幅、滤波、低噪声放大、功率控制、自检选通后分别用开关滤波滤除谐波及带外信号，再与宽带本振20～40GHz变频至一中频22GHz±0.25GHz/0.5GHz 后再开关滤波、放大输出。
通过开关滤波可滤除谐波杂
20中国设备工程 2023.10（下）。
基于SiP的小型化变频模块技术研究
基于SiP的小型化变频模块技术研究胡南中张忠楠摘要：随着雷达、通信和电子对抗装备的技术发展，对其核心部件变频模块的小型化要求越来越高。
研发了基于SiP技术的小型化变频模块，性能指标满足高增益、低噪声的要求，外形尺寸具备小型化、轻量化的特点。
Sip技术的小型化变频模块具有良好的工程应用前景。
关键词:SiP;变频模块;小型化引言变频模块是雷达、通信和电子对抗装备的核心部件，负责把天线接收的宽带射频信号转换到中频信号，提供给信号处理机进行后续的处理过程。
其增益、噪声和杂散性能直接决定系统装备的战技指标。
随着电子装备的技术发展，对变频模块的小型化要求越来越高。
传统的变频模块，电路结构上由微波电路和驱动电路两个独立的部分组成。
微波电路往往由裸封芯片组成，基于多芯片模组（Multi-chipModule,MCM）的微组装工艺实现。
驱动电路往往由电阻、电容、电感和电源芯片等塑料封装器件组成，基于表贴回流焊接（SMT）的电装工艺实现。
因此，传统的变频模块尺寸和重量较大，实现手段上工序繁杂，微组装和电装交互进行，相互穿插，生产周期较长，成本较高。
因此，在雷达、通信和电子对抗领域很难大量应用。
因此，如何简化变频模块的电路结构，实现小型化，实现手段上简化工艺，降低生产成本，缩短生产周期，是雷达、通信和电子对抗装备核心部件频率模块面临的关键问题。
1变频模块概况变频模块作为微波系统中的重要器件，其性能指标直接影响整个系统的整体性能。
但是由于变频模块的频率、输出功率、杂散等性能指标不同，导致满足不同系统需求的变频模块的设计实现需要较长的时间。
因此，有必要设计一种相对通用的变频模块，来辅助整个微波系统的快速设计。
本文针对实际工作中的常见需求，通过Genesys软件进行仿真逐步分析了模块中各位置可能出现的杂散，并将设计的指标要求与仿真结果进行对比，对系统的带内杂散抑制进行有针对性的设计。
实际测试表明，该系统在实现小型化和低功耗的同时，具有下变频支路接收动态范围大，中频和上变频杂散抑制指标高，小信号平坦度佳等优点，可满足多种微波系统的需求。