射频集成电路与系统  085401M05002H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:刘昱,李志强
授课时间: 星期一,第9、10、11 节
授课地点: 教二楼105
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14
课程编号: 085401M05002H 课时: 42 学分: 2.00
课程属性: 专业普及课 主讲教师:刘昱,李志强 助教:
英文名称: RF Integrated Circuits and Systems 召集人:

教学目的、要求

本课程为中国科学院大学微电子学院开设的研究生的专业普及课。本课程主要针对现代半导体行业内射频、微波通信电路设计领域讲授基础性内容,包括无线收发机系统架构、斯密斯圆图和S参数、低噪声放大器、射频功率放大器、混频器、锁相环等,本课程将要求学生在学习课业知识的基础上进行大量实践项目设计,通过实际电路项目了解和掌握课程知识。

预修课程

电路原理、微波技术基础

教 材

电子讲义

主要内容

第二部分 课程教学内容和要求
第一章	无线电发展历史、无线通信原理( 2 学时)
【目的要求】
1、	掌握无线通信系统、香农定理
2、	熟悉基本无线通信方式
3、	了解无线电电路发展历史
【教学内容】
第一节	早期无线电电路
第二节	无线通信系统概述,香农定理、调制及其他
第二章	射频通讯系统设计( 4 学时)
【目的要求】
1、	掌握射频通讯系统主要指标和典型结构
2、	熟悉射频收发机系统优化方法
3、	了解射频通讯中各种非理想因素对系统性能的影响
【教学内容】
第一节	接收机级联噪声分析及灵敏度
第二节	线形度(IM2、IM3、IP2、IP3、P1dB)
第三节	多中频架构和超外差架构
第四节	零中频及低中频架构
第五节	镜频抑制
第六节	包络追踪和polar发射机
第三章	无源及有源元件微波特性( 2 学时)
【目的要求】
1、	掌握射频无源和有源器件的基本电特性
2、	熟悉无源和有源元件的基本微波模型
3、	了解集成电路无源和有源元件的射频特性
【教学内容】
第一节	无源RLC谐振网络
第二节	无源集成电路元件特性
第三节	射频MOS器件概述
第四章	微波传输线,史密斯圆图和S参数( 4 学时)
【目的要求】
1、	掌握微波传输线理论、匹配以及S参数
2、	熟悉并能正确使用史密斯圆图
3、	了解各种集成电路传输线类型
【教学内容】
第一节	微波传输线理论
第二节	史密斯圆图及匹配设计
第三节	S参数
第五章	二端口网络分析( 4 学时)
【目的要求】
1、	掌握二端口网络信号流图分析方法
2、	熟悉二端口网络反射系数,增益及稳定性分析
3、	了解晶体管MAG/MSG等概念
【教学内容】
第一节	Mason信号流图
第二节	二端口网络(输入输出阻抗,反射系数,增益,稳定性分析)
第六章	噪声与低噪声放大器设计( 2 学时)
【目的要求】
1、	掌握低噪声放大器的典型电路结构和原理
2、	熟悉低噪声放大器的设计指标
3、	了解噪声理论和晶体管噪声模型
【教学内容】
第一节	噪声种类,经典二端口网络噪声理论
第二节	LNA设计指标要素(增益、线形度、噪声、带宽、匹配)
第三节	共栅低噪声放大器
第四节	反馈式低噪声放大器
第五节	共源低噪声放大器
第七章	混频器( 2 学时)
【目的要求】
1、	掌握混频器的典型电路结构和原理
2、	熟悉混频器的设计指标
3、	了解亚谐波混频的工作机理
【教学内容】
第一节	有源及无源式混频器
第二节	单平衡及双平衡混频器
第三节	Gilbert混频器
第四节	亚谐波混频
第八章	射频功率放大器设计( 4 学时)
【目的要求】
1、	掌握射频功率放大器的典型电路结构和原理
2、	熟悉射频功率放大器的设计指标
3、	了解大信号S参数、负载牵引等概念
【教学内容】
第一节	A类、AB类、B类和C类功率放大器
第二节	D类、E类和F类功率放大器
第三节	大信号S参数和负载牵引
第九章	压控振荡器和锁相环设计( 4 学时)
【目的要求】
1、	掌握典型压控振荡器的典型电路结构和原理
2、	熟悉锁相环的工作原理
3、	了解整数及分数频率综合器,以及压控振荡器的相位噪声机理
【教学内容】
第一节	LC-VCO设计要求
第二节	正交信号生成
第三节	高频电感参数提取和性能分析
第四节	相位噪声来源和分析
第五节	整数及分数频率综合
第六节	电荷泵
第七节	锁相环系统设计流程
第十章	射频、微波通信技术前沿( 4 学时)
【目的要求】
1、	掌握射频微波前沿方向
2、	熟悉5G通信中射频收发机面临的挑战
3、	了解射频通信芯片技术在雷达、生物医学等领域的应用
【教学内容】
第一节	5G通信新技术
第二节	微波/毫米波雷达传感器
第三节	生物医学无线通信技术

除了以上介绍的以讲授方式开设的课时,课程要求学生在掌握基础理论知识的基础上进行课内射频通信电路与系统设计实验,共计开设8课时的课内实验,通过实际电路设计项目了解和掌握课程知识。

参考文献

1.	Guillermo Gonzalez,“Microwave Transistor Amplifiers: Analysis and Design”
2.	Thomas H. Lee, “The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits”
3.	B. Razavi, “RF Microelectronics,”