3.1～5.2 GHz超宽带可变增益低噪声放大器设计

3．1～5．2 GHz 超宽带可变增益低噪声放大器设计
摘要：低噪声放大器是超宽带接收机系统中最重要的模块之一，设计了一
种可应用于3．1～5．2 GHz 频段超宽带可变增益低噪声放大器。

电路输入级采用共栅结构实现超宽带输入匹配，并引入电流舵结构实现了放大器的可变增益。

仿真基于TSMC0．18μm RF CMOS 工艺。

结果表明，在全频段电路的最大功率增益为10．5 dB，增益平坦度小于0．5 dB，噪声系数小于5 dB。

输入反射系数低于-15 dB，在1．8 V 电源电压下，功耗为9 mW。

因此，该电路能够在低功耗超宽带射频接收机系统中应用。

关键词：超宽带；可变增益；低
噪声放大器；电流舵；低功耗0 引言超宽带(UWB)无线通信技术因具有低功耗，高传输速率以及抗干扰能力强等优点，近年来在WPAN、无线USB 等高
速无线通信领域，以及无线传感器网络、可植入式医疗器具等低功耗领域得到
了广泛的关注。

UWB 频谱范围为3．1～10．6 GHz，在近距离传输距离(10 m) 内能够达到480 MHz。

目前，在超宽带系统的标准上存在两种方案：直接序列(DS-CDMA)和多带OFDM(MB-OFDM)，而2 种方案的低频段均工作在
3．1～5．2 GHz，因此3．1～5．2 GHz UWB 收发系统是最近的研究热点。

低噪声放大器(LNA)是UWB 接收机的最为关键的模块之一，对接收信号进行
适当放大的同时尽可能的引入低的噪声，其噪声和增益直接影响到了整个接收
机的灵敏度和动态范围。

目前常见的宽带LNA 包括分布式、噪声取消以及电
阻负反馈结构等结构。

分布式LNA 虽然能够达到较高的增益和低的噪声，但
是功耗过大；电阻负反馈结构虽然降低了功耗，但反馈电阻引入了较大的噪声；噪声取消电路能够在各个性能之间平衡，但是由于其结构的特殊性，不能够实
现增益的可变。

本文提出了一种超宽带可变增益的低噪声放大器结构，输入级采用共栅结构实现宽带输入匹配，并引入Current-steering 结构实现了放大器。