A Sub-6G Mixer First RXFE with LO Overlap Reduction and 1.08 dB NF Degradation
作者: Anushka Tripathi, Alan Nelson, Abhishek Srivastava
分类: eess.SY
发布日期: 2026-07-30
💡 一句话要点
提出一种优化的混频器首接收前端以减少LO脉冲重叠
🎯 匹配领域: 支柱八：物理动画 (Physics-based Animation)
关键词: 混频器 接收前端 本振脉冲 噪声系数 低功耗 无线通信 亚6 GHz
📋 核心要点
- 现有混频器接收前端在处理LO脉冲重叠时，常常导致输入匹配和噪声性能的显著下降。
- 本研究提出了一种新颖的设计方法，通过优化LO脉冲重叠来改善输入匹配和噪声系数，提升系统性能。
- 实验结果表明，该RXFE在多个频率下实现了低于-10 dB的输入回波损耗和仅1.08 dB的NF降级，功耗控制在12.19 mA以内。
📝 摘要（中文）
本研究提出了一种针对亚6 GHz应用的混频器首接收前端（RXFE），旨在最小化本振（LO）脉冲重叠带来的影响。通过设计方法来减轻LO重叠引起的输入匹配和噪声系数（NF）降级，采用基于电流模式逻辑（CML）的LO发生器进行验证。该RXFE在TSMC 65-nm CMOS工艺下实现，输入回波损耗（S11）低于-10 dB，NF降级为1.08 dB，功耗不超过12.19 mA，覆盖1-5.6 GHz频率范围，活跃布局面积为302 um x 209 um。
🔬 方法详解
问题定义：本研究旨在解决混频器首接收前端在亚6 GHz应用中，由于LO脉冲重叠导致的输入匹配和噪声系数降级问题。现有方法在处理LO重叠时，往往无法有效保持系统性能，导致信号质量下降。
核心思路：论文提出了一种新的设计方法，通过优化LO脉冲的重叠程度，来减轻其对输入匹配和噪声性能的负面影响。这种设计思路旨在提升接收前端的整体性能，特别是在低功耗和高频率应用中。
技术框架：整体架构包括一个基于电流模式逻辑（CML）的LO发生器和混频器模块。设计流程涵盖了LO脉冲的生成、优化和信号处理等多个阶段，以确保系统在不同频率下的稳定性和性能。
关键创新：本研究的主要创新在于提出了一种有效的LO脉冲重叠优化方法，显著改善了输入匹配和噪声系数，区别于传统方法的单一优化策略。
关键设计：在设计过程中，RXFE的输入回波损耗（S11）被优化至低于-10 dB，噪声系数降级控制在1.08 dB，功耗不超过12.19 mA，布局面积为302 um x 209 um，这些参数的设置确保了系统的高效能和小型化。
🖼️ 关键图片
📊 实验亮点
实验结果显示，该RXFE在1-5.6 GHz频率范围内实现了输入回波损耗（S11）低于-10 dB，噪声系数降级仅为1.08 dB，且功耗控制在12.19 mA以内，展现出优越的性能表现，显著优于现有基线设计。
🎯 应用场景
该研究的成果可广泛应用于无线通信、物联网和其他需要高性能接收前端的领域。通过优化LO脉冲重叠，该RXFE能够在低功耗的情况下实现高效信号处理，具有重要的实际价值和未来影响，尤其是在5G及其后续技术的发展中。
📄 摘要（原文）
This work presents a mixer-first receiver front-end (RXFE) optimized for sub-6 GHz applications with minimized local oscillator (LO) pulse overlap. A design methodology is proposed to mitigate LO overlap-induced degradation in input matching and noise figure (NF), validated using a current-mode logic (CML)-based LO generator. Implemented in TSMC 65-nm CMOS, the RXFE achieves an input return loss (S11) below -10 dB, an NF degradation of 1.08 dB, and consumes no more than 12.19 mA from a 1.2 V supply across the 1-5.6 GHz frequency range. The proposed RXFE occupies an active layout area of 302 um x 209 um.