无线通信技术飞速发展,单个通信终端往往需要支持多种通信标准,因此对接收机的带宽提出了更高要求。压缩感知接收机是一种宽带接收机结构,本振伪随机序列具有宽带离散谱特性,可以将分布在很宽频带的稀疏信号搬移到低通频段并进行线性混叠,然后进行原始信号恢复重建。传统压缩感知接收机本振为高速的伪随机序列,比如为了覆盖3 GHz以内射频信号至少需要6 Gbps速率的本振序列,导致硬件成本很高。为了降低硬件成本,本文改进了传统混频方案,采用低速序列多次混频替代高速混频。同时,对其射频前端电路进行了设计研究,包括低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)等电路。经过原理分析、仿真验证,采用成本较低的0.13μm RF CMOS工艺设计实现,并流片测试。主要的工作可以归纳如下:1、提出了低速序列多次混频的方案,降低了接收机本振序列的速率。实现压缩感知接收机的关键是产生宽带离散谱,为了降低本振速率,提出了多级低速序列混频的替代技术,分为不同速率序列、同速率序列时延后混频两种方式。与高速序列混频方案对比,不同速率序列多次混频输出频谱强度分布相当,序列速率降低了近10倍,硬件成本极大降低,而感知矩阵相关系数均值仅恶化了0.1左右。2、为了满足带宽要求,分析总结了LNA电感峰化技术拓展带宽的方法。仿真对比了三种采用电感峰化技术的宽带LNA的性能:(1)两级均衡放大的宽带LNA,带宽达到了0.4-9 GHz,但噪声系数较高为3.7-5 dB,输入三阶交调截点(IIP3)为-3dBm,采用了两个较大电感;(2)基于噪声抵消技术的LNA,在0.3-7.5 GHz范围内,噪声系数约3 dB,IIP3为2 dBm,使用了三个电感;(3)栅极电感峰化的巴伦LNA,仅采用了一个小电感,达到了DC-8 GHz的带宽,噪声系数3.4-3.8 dB,IIP3为-7 d Bm。综合对比三种LNA,在基本性能相当的情况下,第三种占用面积更小,因此选用该种结构作为射频前端电路的LNA。3、结合多级低速混频方案的需求,设计了双平衡有源混频器,并与LNA进行整体电路级联优化设计。由于采用了反向隔离度较差的电阻反馈式LNA,在传统Gilbert双平衡混频器结构上进行了改进,将单纯的共源跨导级改为隔离度更好的共源共栅放大器。加入本振整形电路、输出差分转单端电路,满足了片上电路与外部接口的要求。完成了版图设计、参数提取和后仿真设计等必要环节。后仿真得到接收带宽可以覆盖0.8-6 GHz,输出1dB功率压缩点大于-12d Bm,序列混频后的中频输出在低频段有较强分布。4、完成了流片与芯片测试。设计了两种芯片测试方案,在本振为单音信号下进行功能测试,本振为随机序列下进行混频测试。通过Chip on Board(COB)的封装形式对该射频前端电路进行实验,完成了两种测试电路的设计与加工,搭建测试平台进行测试分析。序列混频测试显示在100MHz中频输出下有-8.7-13 dB的转换增益,中频输出在低频段有较强分布。同时进行宽带调制信号测试,经过信号时域对比,表明芯片可以实现基本功能。