多模兼容衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)射頻前端芯片關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)作為航天和空間技術(shù)、通信計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息論技術(shù)的結(jié)合領(lǐng)域,其應(yīng)用現(xiàn)已滲透至國民經(jīng)濟(jì)的各個部門,深刻影響人們生活的各個細(xì)節(jié)。人們對衛(wèi)星導(dǎo)航定位的需求也日益提高。打破現(xiàn)有單一衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的壟斷局面,提高定位精度,實(shí)現(xiàn)全球無死點(diǎn)的覆蓋,擴(kuò)展附加功能,已成為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的方向。在用戶接收機(jī)方面,僅支持單一系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)已不能滿足應(yīng)用需求,多模式多頻點(diǎn)兼容,低功耗高集成度芯片化設(shè)計(jì),也成為研究的熱點(diǎn)問題。本文對衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)射頻前端

2、中的關(guān)鍵模塊和技術(shù)進(jìn)行了討論,研究了低噪聲放大技術(shù)、正交下變頻技術(shù)以及多頻點(diǎn)兼容射頻前端的設(shè)計(jì)方法,并提出了一種新型的射頻前端電路結(jié)構(gòu),掌握了衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)射頻前端芯片化的核心技術(shù)。
　　 本文討論了CMOS工藝下的單頻點(diǎn)的低噪聲放大器功率約束下的匹配問題,優(yōu)化了噪聲性能和功耗,在此基礎(chǔ)上給出了功率約束下多頻點(diǎn)兼容低噪聲放大器的設(shè)計(jì)方法,給出了完整的設(shè)計(jì)流程。采用該方法實(shí)現(xiàn)了雙頻點(diǎn)和三頻點(diǎn)兼容的低噪聲放大器模塊,性能良好。為系統(tǒng)

3、集成應(yīng)用做好技術(shù)儲備。
　　 本文對傳統(tǒng)Gilbert雙平衡混頻器做出多項(xiàng)改進(jìn),通過增加負(fù)載的濾波網(wǎng)絡(luò)、同時增加旁路電流、改進(jìn)射頻信號輸入等方法,改善了電路噪聲、線性度和增益的特性,實(shí)現(xiàn)滿足多頻點(diǎn)兼容的寬帶下變頻應(yīng)用。同時對正交下變頻后產(chǎn)生的鏡像信號的抑制方法進(jìn)行了討論。采用多階多相濾波器與求和電路的組合結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)良好的鏡像信號抑制效果。在系統(tǒng)中應(yīng)用良好,證明設(shè)計(jì)方法的有效性。
　　 本文對射頻前端設(shè)計(jì)的方法和指標(biāo)分配進(jìn)

4、行了討論,給出了針對衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)射頻前端結(jié)構(gòu)定義和指標(biāo)定義?；诙囝l點(diǎn)兼容低噪聲放大器模塊和寬帶正交下變頻模塊,提出一種改進(jìn)型單通道多頻點(diǎn)兼容射頻前端設(shè)計(jì),簡化了芯片結(jié)構(gòu),降低了功耗。針對射頻接收機(jī)芯片中的干擾和信號流向問題,給出相應(yīng)的版圖設(shè)計(jì)和模塊隔離方法。流片結(jié)果證明本文提出的設(shè)計(jì)方法和射頻前端架構(gòu)滿足應(yīng)用的需求,為實(shí)用化奠定了基礎(chǔ)。
　　 本文對新型單一電路結(jié)構(gòu)的復(fù)合型正交射頻前端電路進(jìn)行了研究。通過偏置電流復(fù)用和子模塊

5、功能復(fù)用降低整體功耗和芯片面積占用。文中討論了振蕩信號和四路正交信號的產(chǎn)生方法；對電路中的噪聲進(jìn)行了分析；給出了各子模塊的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)；實(shí)現(xiàn)了低噪聲放大、本振信號產(chǎn)生、正交下變頻功能于一身。流片測試結(jié)果說明了該電路的設(shè)計(jì)有效,為下一步射頻前端低功耗低成本設(shè)計(jì)提供了技術(shù)參考。
　　 盡管本文研究工作取得了一定的創(chuàng)新和成果,但也存在部分不足。對整體射頻前端芯片的實(shí)用化投片,以及對新型復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔離度和穩(wěn)定性的研究,有待在后續(xù)的工作