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随着硅基半导体工艺技术的发展,近年来基于硅工艺的微波单片集成收发前端系统以其低成本、低功耗以及高集成度、高产量等诸多优势受到来自学术界和工业界的重视和发展。然而基于硅基的单片集成电路设计存在诸多挑战,本论文针对微波宽带接收机、相控阵接收机以及超再生接收机结构中的关键电路设计展开了研究,主要的创新点如下第一,针对宽带接收机中的关键电路——低噪声放大器,提出了一种基于双谐振负载网络的宽带低噪声放大器结构,在不牺牲阻抗匹配性能的前提下实现低且平坦的噪声系数特性,解决了宽带匹配与低噪声设计之间的矛盾问题。论文采用130nm CMOS工艺设计了一款工作在3～12GHz宽带低噪声放大器,在3～12 GHz频段内,S11小于-11dB,噪声系数4.3±0.3dB,增益为13.5±1.5dB,功耗为8.5 mW。第二,针对毫米波相控阵接收机中的低噪声放大器,提出了基于复合左右手传输线(CRLHT-line)的带通分布式放大器结构。通过将CRLHT-line设计工作于零相移区,实现分布式低噪声放大器中的各路信号同相叠加,实现高增益。采用65nm CMOS工艺设计的放大器可实现在毫米波74～84 GHz频段10 GHz 3-dB带宽,增益为11.2dB。第三,针对毫米波相控阵接收机中的移相器设计,论文提出了一种基于可调谐的CRLH T-line的有源移相器电路结构。通过动态调节CRLH T-line的零相移点,实现达同一频率下的相位调节,且保持不同相位状态下低的增益浮动。论文采用130nm BiCMOS工艺设计的有源移相器在37～40 GHz频段实现90°的移相范围,增益为18.5 ±2 dB。第四,提出了基于开口谐振环(SRR)的超再生接收机结构。在提升了接收机的灵敏度同时实现了电路的小型化。论文采用65nm CMOS设计了一款135 GHz超再生接收机电路芯片,获得-76.8 dB的灵敏度,电路面积为0.0085 mm2。相比于传统的基于LC谐振器的超再生接收机,灵敏度提升4dB,同时电路面积减小了 60%。