طراحی و شبیه‌سازی تقویت‌کننده کم‌نویز جدید با دو سلف‌فعال برای رادیوشناختی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای گروه مهندسی برق، واحد ساوه، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی برق، واحد ساوه، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایران و دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

3 استادیار، گروه فیزیک، واحد ساوه، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایران

چکیده

سامانه رادیوشناختی، شبکه ارتباطی فوق پهن­باندی است که به‌طور هوشمند قابلیت استفاده بهینه از طیف فرکانسی موجود را با استفاده از روش پایش طیف پویا دارد. این سامانه می­تواند نیازهای سامانه­های مخابرات میدانی را به‌خوبی برآورده سازد و در عمده تجهیزات عملیاتی، مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله برای تحقق این سامانه، با اتصال ضربدری دو سلف فعال متشکل از توپولوژی گیت مشترک و بازخورد، در یک ساختار تفاضلی، یک تقویت­­کننده کم­نویز فوق پهن­باند جدید طراحی شده است. به‌کارگیری سلف فعال، علاوه بر افزایش پهنای باند تقویت‌کننده­ و کاهش سطح تراشه، دارای بهره ذاتی بوده و به‌علت داشتن ضریب کیفیت بالا، قابلیت تنظیم اندوکتانس و فرکانس را نیز دارا می­باشد. این ساختار علاوه بر تطبیق ورودی در کل پهنای باند فرکانسی، با ساختار ارائه شده سبب افزایش هدایت انتقالی ترانزیستورها شده و موجب کاهش توان مصرفی و عدد نویز مدار می­شود. در این کار، نتایج شبیه­سازی با فناوری CMOS µm 18/0 نشان می­دهد که در گستره فرکانسی از MHz 50 تا GHz 10، این ساختار دارای تطبیق ورودی بهتر از dB 10- ، بهره قدرت dB4/10، تغییرات عدد نویز از dB 7/6-3 و نقطه تقاطع مرتبه سوم dBm 4- را با توان مصرفی mW 29/9 و منبع تغذیه V 8/1 ارائه می­دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


   [1]      Muchandi, N.; Khanai, R."Cognitive Radio Spectrum Sensing: A Survey"; International Conference on Electrical, Electronics, and Optimization Techniques (ICEEOT), 2016, 3233-3237.##
   [2]      Akyildiz, I.F.; Lee, W.-Y.; Vuran, M.C.; Mohanty, S. "Next generation/dynamic spectrum access/cognitive radio wireless networks: a survey"; Comput. Netw. 2006, 2127–2159.##
   [3]      Bräysy, T.; Couturier, S.; Smit, S.; Le Nir, V. "Network management issues in military cognitive radio networks"; IEEE Journal Of Solid- State Circuits, 2017.##
   [4]      Eslahi, H.; Jalali, A.; Nateghi, S.; Mazloum, J. "A reconfigurable LNA with single switched input matching network for S-band (WiMAX/WLAN) applications"; Microelectronics Journal, 46(10) (2015) 956-962.##
   [5]      Razavi, B. "Cognitive Radio Design Challenges and Techniques"; IEEE Journal Of Solid- State Circuits, 2010, 45(8), 1542- 1553.##
   [6]      Chirala, M.K.; Huynh, C.;  Nguyen, C.; Guan, X. "Design of an ultra-small distributed low-noise-amplifier for ultra-wideband applications"; IEEE Int. Symp. Antennas Propag. (APSURSI), 2011, 3361–3364.##
   [7]      Shamsadini, S.;HojatKashani, F.; Bathaei, N. "A linear 0.18 um CMOS Distributed Low Noise Amplifier from 3.1 to 10.6 GHz with Cascode Cells"; AIP Conference Proceedings, 2011, 1341-1361.##
   [8]      Tey, Y. Y.; Ramiah, H.; Mohd Noh, N.; Jagadheswaran, U.R. "Design of low noise, flat gain CMOS-based ultra wideband low noise amplifier for cognitive radio application"; IETE Journal of research, 2017, 1–10.##
   [9]      Tey, Y. Y.; Ramiah, H.; Mohd Noh, N."A High Gain and Low Noise Common Source Amplifier for Cognitive Radio Application"; IEEE International RF and Microwave Conference (RFM 2015), 2015, 14 - 16.##
[10]      Goodarzi Dehrizi, H.; Haddadnia, J. "A great Ultra Wideband (3.1-10.6-GHz) LNA in 0.18-μm (CMOS) for UWB Pulse-Radio Systems Applications"; 9th International Multi-Conference on Systems, Signals and Devices, 2012.##
[11]      Su, Z.; Feng, Q. "Design  of a  3.1-10.6  GHz CMOS  UWB  LNA  with a  New Structure"; Cross  Strait  Quad- Regional  Radio  Science  and  Wireless  Technology  Conference, 2016.##
[12]      Shim, J.; Yang, T.; Jeong, J. "Design of low power CMOS Ultra Wideband Low Noise Amplifier using noise canceling techique"; Microelectronics Journal, 2013, 821-826.##
[13]      Lee, J.-Y.; Park, H.-K.; Chang, H.-J.; Yun, T.-Y. "3.4-mW Common-Gate and Current-Reused UWB LNA"; IEEE, SiRF 2012.##
[14]      Vasudeva, K.; Sravani, K.; Kumar, P. "Low-power Ultra Wideband balun LNA using noise cancellation and current-reuse techniques"; Microelectronics Journal, 2012, 114-122.##
[15]      Ragheb, A. N.; Fahmy, G. A.; Ashour, I.; Ammar, A.; "A 3.1-10.6 GHz Low Power High Gain UWB LNA Using Current Reuse Technique"; 4th International Conference on Intelligent and Advanced Systems (ICIAS), 2012.##
[16]      Jafarnejad, R.; Jannesari, A.; Sobhi, J. "A linear Ultra Wide Band Low Noise Amplifier using Predistortion Technique"; International Journal of Electronics and Communications (AEU), 2017.##
[17]      Jafarnejad, R.; Jannesari, A.; Sobhi, J. "Pre-distortion technique to improve linearity of low noise amplifier"; Microelectronics Journal, 2017, 95-105.##
[18]      Shim, J.; Jeong, J. "A band-selective low noise amplifier using an improved tunable active inductor for 3-5 GHz UWB receivers"; Microelectronics Journal, 2017, 78–83.##
مظلوم، جلیل، "طراحی بخش جلویی گیرنده پهن باند کم توان با استفاده از فیلترهای فعال و غیر فعال چند مسیره"، نشریه علمی علوم و فناوری­های پدافند نوین، سال دهم، شماره 1، بهار 98، ص 18-11. ##