现如今窄带物联网(NB-IoT)技术已成为我国物联网体系中的重要分支。它作为广域低功耗物联网技术发展势头迅猛,可支持大量新型IoT设备,同时能够最大限度地降低功耗,并且覆盖范围比传统蜂窝技术更加广泛。本文结合NB-IoT的系统要求,对芯片发射机射频电路的设计进行了详细分析。基于UMC55nm CMOS工艺设计了正交上混频器、增益调节模块(射频可编程增益放大器和衰减器)、射频发射前端驱动放大器,基于Ga As HBT工艺设计了功率放大器模块。并完成了对芯片的相关测试。本文以传统Gilbert混频器为理论基础,设计了采用折叠结构的上混频器。该混频器缓和了对电源电压的要求;通过共模反馈电路稳定混频器的工作点;I路和Q路两个混频器支路应用同一电阻负载,能够完成频率的合成并且采用电阻做负载具有良好的电路性能。设计时跨导级加入源极负反馈,明显的提高了上混频器的线性度。后仿真结果显示:在1.2V电源电压的条件下,正交混频器的工作带宽为0.6-2.0GHz,转换增益为-5d B,输入1d B压缩点为13.2d Bm,输入三阶交调点为19.5d Bm,功耗为3.96m W。设计了射频可编程增益放大器(RFPGA)和衰减器电路实现增益控制。RFPGA和衰减器模块均采用全差分的共源共栅结构,通过数字逻辑控制调整流过共栅管的电流方向能够实现发射机电路的增益调整。后仿真表明RFPGA能够实现增益从0.1d B-6.5d B可变增益,衰减器模块能够实现-36.7d B-7.2d B可变增益。采用GaAs HBT工艺设计了一个两级功率放大器。设计时在每一个HBT管芯的基极加入RC并联电阻网络提高了电路的稳定性。本文设计了自适应偏置电路为功率放大器提供稳定的偏置电流的情况下抑制了HBT因增益压缩,热效应等现象引起的失真。第一级功率放大器采用共轭匹配实现最大增益,第二级则按照功率匹配原则以获得PA输出的最大功率。综上所述,本文对发射机整体架构的选择,从而确定了对射频发射前端电路的结构,并完成了相关的电路设计。从电路仿真结果和测试结果来看,设计的电路能够满足NB-IoT系统的指标要求。