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硕士学位论文

论文题目: 北斗卫星导航系统中射频前端电路的
研究与设计

学号 Y002090919
姓名杨阳
导师张瑛讲师
学科专业电路与系统
研究方向射频集成电路设计
申请学位类别工学硕士
论文提交日期二○一二年二月
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南京邮电大学
硕士学位论文摘要

学科、专业:工学电路与系统
研究方向:射频集成电路设计

作者: 2009 级研究生: 杨阳
指导教师: 张瑛讲师

题目: 北斗卫星导航系统中射频前端电路的
研究与设计
英文题目: Research and Design of RF front-end circuit
for the Beidou satellite navigation system

主题词:北斗卫星导航系统;射频接收机;低噪声放大器;混频器;镜像抑制
Key words: Beidou satellite navigation system; ratio frequency receiver; low-noise
amplifier; Mixer; Image rejection
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
北斗卫星导航系统由我国自主研发,其研制目的是为了在日益严峻的世界环境下巩固我
国的军事实力。北斗射频接收芯片是北斗卫星导航系统中整个地面端设备的核心,因此,关
于射频接收机芯片的研发工作具有十分重要且实际的意义。低噪声放大器和混频器是射频接
收芯片的重要组成模块,根据北斗系统接收机芯片的相关需求,这些模块需要在具有较低的
噪声系数的同时也能够保证较高的线性度。
本文主要完成了以下研究工作:
一、设计出了应用于北斗一代卫星导航系统的射频接收机前端电路,其核心部分是低噪
声放大器和混频器这两个模块。设计中通过引入负反馈提出了一种稳定性更高的单端转差分
低噪声放大器电路。本文基于 TSMC CMOS 工艺进行相关的电路设计,画出了相应
版图并最终流片测试,其电路测试结果表明,本文所设计的电路达到系统性能指标要求。
二、设计出了应用于北斗二代卫星导航系统的射频接收机前端电路,其核心部分是低噪
声放大器和混频器两个模块。低噪声放大器的设计中,提出了一种通过引入相位补偿使得电
路整体平衡性更高的单转双电路。混频器设计中采用了电流注入技术,同时通过在本振端口
增加缓冲器提高本振信号摆幅,从而提高增益和降低噪声。本文基于 TSMC CMOS
工艺进行相关的电路设计,画出了相应版图并最终流片,其电路后仿结果表明本文所设计的
电路达到系统性能指标要求。
三、针对北斗二代卫星导航系统中接收机的镜像干扰问题进行了相关研究,在所设计的
低噪声放大器和混频器的基础上,基于 Hartley 接收机结构提出了一种镜像抑制解决方案,
与传统的采用多相滤波器的方案不同,该解决方案通过 RC 网络移相器实现了混频器输出信
号的相对 90 度相移。基于 TSMC CMOS 工艺进行设计并流片,后仿结果表明所提出
的镜像抑制解决方案能够有效实现镜像抑制。

关键词:北斗卫星导航系统;射频接收机;低噪声放大器;混频器;镜像抑制
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