【摘 要】
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超宽带（Ultra-wideband,UWB）系统因其高定位精度、低功率消耗以及高传输速率等优势,在学术界得到了广泛的关注与研究。其中的射频前端电路作为UWB系统的关键组成部分也成为了学术界研究的热点领域。本文针对UWB通信系统射频前端中的超宽带双向放大器进行了研究,设计实现了一款覆盖3.1-10.6 GHz的超宽带双向放大器芯片。论文在放大器带宽拓展研究的基础之上,采用负反馈带宽拓展技术和宽带噪
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超宽带（Ultra-wideband,UWB）系统因其高定位精度、低功率消耗以及高传输速率等优势,在学术界得到了广泛的关注与研究。其中的射频前端电路作为UWB系统的关键组成部分也成为了学术界研究的热点领域。本文针对UWB通信系统射频前端中的超宽带双向放大器进行了研究,设计实现了一款覆盖3.1-10.6 GHz的超宽带双向放大器芯片。论文在放大器带宽拓展研究的基础之上,采用负反馈带宽拓展技术和宽带噪声匹配技术对UWB低噪声放大器进行了设计。实现了一款覆盖UWB全频段的高增益低噪声放大器。论文基于对宽带功率匹配的研究,采用二阶LC宽带匹配网络实现覆盖UWB全频段的高性能功率放大器。此外,本文还基于对开关的拓扑分析,采用串并结构实现了在3.1-10.6 GHz范围内插入损耗小于1.2 d B,隔离度大于20 d B的单刀双掷开关。最后本文介绍了基于低噪声放大器、功率放大器和单刀双掷开关的超宽带双向放大器设计。所实现的3.1-10.6 GHz超宽带双向放大器在Rx工作模式下全频带增益优于16 d B,S11在-28d B到-10 d B之间,S22在-15d B到-7.8d B之间;噪声系数在6.5 GHz处小于2.25 d B,在8.5 GHz处小于2.77 d B;输出功率大于8 d Bm,工作电流小于65 m A。Tx工作模式下全频带增益大于11.8 d B;S11在-14d B到-8d B之间,S22在-21d B到-10d B之间;P1d B大于20 d Bm,工作电流电流小于192m A。双向放大器的工作模式切换由正压控制。整体3.1-10.6 GHz超宽带双向放大器芯片基于0.5-μm Ga As pHEMT工艺进行设计,实现紧凑型版图布局,芯片面积小于1.7 mm×1.7 mm。
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