16542

16542

طراحي يك تقويت‌كننده كم‌نويز دو فركانسه همزمان با بهره بالا در گيرنده تلفيقي GPS و GLONASS

كارشناسي ارشد

الكترونيك

تابستان 1395

دكتر سيد محمدرضا موسوي ميركلايي

برق

چكيده هدف از ارائه اين پايان‌نامه، جمع‌آوري اطلاعات و ارائه ساختاري جديد و كارآمد در زمينه گيرنده‌هاي مربوط به سيستم‌هاي GNSS مي‌باشد كه سيستم‌هاي ناوبري ماهواره‌اي جهاني هستند. هر گيرنده‌اي از بلوك‌هاي اصلي آنتن، فيلتر انتخاب باند، LNA، ميكسر، بخش IF و پردازنده تشكيل مي‌شود. اما تمركز اصلي اين پايان‌نامه در جهت ارائه مداري بهينه از نقطه‌نظر پارامترهاي طراحي براي بلوك LNA گيرنده‌هاي GNSS مي‌باشد. در اين پايان‌نامه يك تقويت‌كننده كم‌نويز كه قابليت پشتيباني از چند سيستم GNSS را به‌طور همزمان دارد و مناسب براي كاربردهاي قابل حمل و دستي امروزه مي‌باشد، پيشنهاد شده‌ است. به‌علاوه، دو روش جديد شامل روش كاهش نويز با استفاده از خازن بار و روش حذف نويز با استفاده از مسير رو به جلو كه به‌طور همزمان منجر به بهبود بهره نيز مي‌شوند، ارائه مي‌شود. همچنين، كليه پارامترهاي طراحي به‌همراه اثبات از طريق روابط مورد بررسي قرار گرفته‌اند. شبيه‌سازي‌ها با استفاده از نرم افزار ADS و با تكنولوژي μm TSMC 0.18 انجام شده‌ است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهند كه LNA پيشنهادي توانسته به تطبيق ورودي dB 13.5- و dB 10.9-، عدد نويز dB 1.5 و dB 1.4، بهره dB 24.6 و dB 24.7، P-1dB برابر با dBm 16.5- و dBm 16- و IIP3 برابر با dBm 2.2- و dBm 0.6- به‌ترتيب در فركانس‌هاي GHz 1.2 و GHz 1.57 به‌طور همزمان دست‌ يابد. به‌علاوه جريان مصرفي LNA برابر با mA 18.9 از منبع تغذيه V 1.8 مي‌باشد. طرح جانمايي LNA پيشنهادي نيز با استفاده از نرم‌افزار Cadence صورت گرفته است. ابعاد ساختار پيشنهادي برابر mm2 0.85×0.68 (معادل mm2 0.578) مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: سيستم ماهواره‌اي ناوبري جهاني، تقويت‌كننده كم‌نويز، تقويت‌كننده ‌كم‌نويز همزمان، تقويت‌كننده كم‌نويز چند-‌باند

1395/11/17

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: This thesis studies the structure of Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers an​d proposes a new architecture to modify its function. In general, receivers include Antenna, Band Selection Filter, Low Noise Amplifier (LNA), Mixer, IF an​d Processor. The main concentration of this study focuses on LNA block architecture of GNSS receivers, in order to optimize its parameters. This study proposes a new approach toward LNA design for a concurrent dual-band GNSS receiver, which is more applicable in terms of portability an​d handling. The new structure modifies Noise Figure (NF) parameter by considering two different techniques, feed forward path an​d load capacitor. These techniques would also result in a better gain performance. The elaborated design parameters has been discussed, using mathematical terms an​d equations. Simulations have run on ADS software, using 0.18 μm TSMC technology. Simulation results show that the proposed LNA has achieved the input matchings of -13.5 an​d -10.9 dB, the NFs of 1.5 an​d 1.4 dB, the gains of 24.6 an​d 24.7 dB, the P-1dBs of -16.5 an​d -16 dBm, an​d the IIP3s of -2.2 an​d -0.6 dBm at 1.2 an​d 1.57 GHz, simultaneously. Additionally, the current consumption of the proposed LNA is 18.9 mA from a 1.8 V supply voltage. Also, the layout of the proposed LNA is done with Cadence software an​d it’s area consumption is 0.68×0.85 mm2 (equal to 0.578 mm2). Keywords: Global Navigation Satellite System, Low Noise Amplifier, Concurrent Low Noise Amplifier, Multi-Band Low Noise Amplifier