0.5μm CMOS工艺下UHF RFID读卡器低噪放大器设计：922.5MHz性能优化

本文主要探讨了基于0.5微米CMOS工艺设计的一种高性能的超高频（UHF）射频识别（RFID）读卡器接收前端低噪声放大器（LNA）。低噪声放大器在RFID系统中起着关键作用，它负责增强信号强度并降低噪声，从而提高系统的灵敏度和数据传输的可靠性。 设计的关键技术是采用了单端共源共栅（Cascod）结构，这种设计允许电路在紧凑的空间内实现较高的增益和良好的线性性能。作者利用Cadence仿真环境进行深入的电路分析，确保了设计的优化和可行性。在中心工作频率922.5兆赫兹（MHz）下，该LNA表现出显著的性能指标： 1. 噪声系数（NF）仅为0.8284分贝（dB），这是一个重要的性能参数，表示电路产生的额外噪声相对于输入信号的相对大小，数值越低表明噪声干扰越小，电路的信噪比（SNR）越高。 2. 输出增益（S21）达到23.37分贝，这表明放大器能有效地将输入信号放大，增强了信号强度，这对于远距离或弱信号环境下的RFID通信至关重要。 3. 输入反射系数（S11）为-36.65分贝，表明电路对输入信号有良好的匹配，减少了信号反射，有利于信号的无损传输。 4. 输出反射系数（S22）为-58.03分贝，同样反映了输出端的良好匹配，减少了信号在输出端的反射，提高了系统的效率。 5. 反相隔离（S12）为-44.79分贝，衡量的是两个信号路径之间的相互干扰程度，负值表示良好的隔离，防止了信号之间的串扰。 6. 三阶交调点（IIP3）为-13.1572分贝毫瓦（dBm），衡量的是放大器的非线性失真程度，这个数值较低说明电路在高功率输入时仍能保持较好的线性性能。 本文提出的低噪声放大器设计不仅满足了UHF RFID读卡器对信号处理性能的要求，还展示了在实际应用中的优良特性，对于提高UHF RFID系统的整体性能和稳定性具有重要意义。该研究成果对于高频无线通信设备的设计和优化具有参考价值。