基本介紹
- 中文名：超寬頻電流模式無線通信射頻接收機前端關鍵技術研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：閆娜
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著CMOS工藝節點逐漸縮小，射頻模擬積體電路的設計難度大大增加，所能獲得的動態範圍越來越小，系統的信噪比越來越差。而在無線通信飛速發展的今天，研究能夠兼容多種通信協定的SAW-LESS、超寬頻、低噪聲、高線性度的無線通信接收機是未來技術發展的迫切需求。.. 本項目將研究全電流模式的接收機前端電路解決方案，充分利用電流模電路的擺幅大、所需工作電壓低、失真小、對開關噪聲的敏感度低等優點；研究低電源電壓下的噪聲消除技術、線性度改進技術、模擬基帶集成技術，解決設計中超寬頻、低電壓、低噪聲、高線性度的矛盾，大幅提高接收機前端的性能。在低電壓納米CMOS工藝上，設計一顆超寬頻高性能全電流模無線通信接收機前端晶片，在學術上具有重要的研究價值，是未來幾年內低功耗無線通信接收機晶片設計技術的發展趨勢。
結題摘要
當前，個人移動通信的發展速度日新月異，個人無線通信終端需要兼容已有的不同工作頻率、不同頻寬的通信協定，並具有向前覆蓋未來無線通信協定的技術潛能。這給射頻電路提出了嚴峻的挑戰。另一方面，隨著CMOS工藝節點逐漸縮小，射頻模擬積體電路的設計難度大大增加，所能獲得的動態範圍越來越小，系統的信噪比越來越差。在無線通信飛速發展的今天，研究能夠兼容多種通信協定的SAW-LESS、超寬頻、低噪聲、高線性度的無線通信接收機是未來技術發展的迫切需求。本項目主要研究全電流模式的接收機前端電路解決方案，充分利用電流模電路的擺幅大、所需工作電壓低、失真小、對開關噪聲的敏感度低等優點；研究低電源電壓下的噪聲消除技術、線性度改進技術、模擬基帶集成技術，解決設計中超寬頻、低電壓、低噪聲、高線性度的矛盾，大幅提高接收機前端的性能。 最後，基於中芯國際（SMIC）的55nm CMOS工藝，實現了滿足設計要求的超寬頻高性能全電流模無線通信接收機前端晶片。第一版晶片為具有高線性度和可配置的一階阻抗映射接收機前端電路結構。在不額外增加片外器件的情況下，合理地將四相無源混頻器的阻抗映射與低噪聲放大器的有源負反饋相結合，使得基帶阻抗映射到射頻端，在接收機前端實現高品質因數的帶通特性，增加了射頻前端的抗帶外干擾能力。第二版晶片為帶有二階阻抗映射的雙混頻結構的接收機，該接收機和第一版晶片具有相同的頻帶覆蓋範圍和頻寬模式。相比於一階阻抗映射前端電路，此結構的改進在於射頻輸入端額外增加了一個並聯四相無源混頻器支路，並且提升基帶跨阻放大器的階數。該跨阻放大器的輸入阻抗和增益都具有二階特性，並將該特性映到射頻端，使其近帶處的帶外抑制能力有效增強。在射頻端採用雙混頻結構，在不犧牲增益的基礎上對帶外干擾信號和噪聲進行部分抵消，進一步提高了接收機的性能。通過相關研究結果可以看出，本項目在學術上具有重要的研究價值，是未來幾年內低功耗無線通信接收機晶片設計技術的發展趨勢，並且給後續超寬頻電流模式無線通信射頻接收機前端的研究提供了思路。
