随着以美国的GPS、俄罗斯的Glonass导航系统、中国的北斗二代卫星导航系统(BD-Ⅱ)和欧洲伽利略计划(Galileo)等为代表的卫星导航系统不断发展,在未来5到10年,卫星导航应用将从单一的GPS时代转变为多星座(GPS/Glonass/BD-Ⅱ/Galileo)并存兼容时代,世界将经历一个真正的全天候不间断的全球导航卫星系统(GNSS)出现。利用多种模式的信号进行联合导航定位,能极大的提高系统的定位精度和导航连续性,减小卫星捕获时间,增强导航系统稳定性和可靠性,是下一代卫星导航系统的发展趋势。多模卫星联合导航对卫星导航终端核心芯片-高集成射频接收机芯片提出了更大的设计挑战。本论文主要针对多模卫星联合导航系统的接收机芯片及其关键技术进行研究,论文的主要研究工作和创新点包括:　　 1.面向特种导航的BD-Ⅱ/GPS四模兼容卫星导航接收机芯片设计研究(1)提出了一种BD-Ⅱ/GPS四模兼容卫星导航接收机系统架构,采用双环频率综合器,解决了特种导航特有的输出模拟中频精度、相位噪声、基带时钟抖动、增益动态范围和杂散抑制等关键问题。　　 (2)整个接收机在0.18μm RFCMOS工艺上进行了流片验证,测试结果显示,模拟中频精度小于1Hz,增益动态范围超过54dB,带内相位噪声小于-85dBc/Hz@1kHz,输出62MHz采样时钟抖动小于50ps,满足了军温(-55℃～125℃)的测试标准,非常适合高精度高动态领域,如星载导航、深空遥测等领域使用。　　 2.面向民用导航和定位应用的BD-Ⅱ/GPS/Galileo多模并行接收机芯片设计研究　　 (1)提出了一种镜像复用的BD-Ⅱ/GPS/Galileo多模并行接收机架构,通过复用频率综合器和射频前端实现双通道多模并行卫星联合导航,功耗小、通道隔离度高、杂散抑制能力强。　　 (2)该接收机在TSMC0.18μm工艺上进行了系统流片验证,测试结果表明,模拟中频为7f0(f0=1.023MHz,),中频带宽2f0/4f0,最大链路增益101.5dB,镜像抑制比(通道隔离度)达到了34dB,带内杂散功率小于-129.9dBm,单通道导航功耗19.1mA,多通道并行导航22.2mA,BD-HJGPS/Galileo多通道并行功耗达到了已报道文献和商用芯片单模导航的功耗水平。　　 3.可重构全卫星导航接收机射频前端芯片设计研究　　 (1)提出了一种面向可重构全卫星导航的无声表面滤波器(SAW-less,下同)接收机架构,输入匹配可重构性强,频率选择性高,带外抑制比好;　　 (2)对SAW-less可重构全卫星联合导航接收机进行了系统分析,指出射频前端频率选择性是能否实现SAW-less接收机的关键。　　 (3)提出了一种SAW-less高线性度射频前端电路技术,基于8相1/2本振信号频率阻抗转换技术,高品质因子的输入匹配网络和高品质因子的信号负载网络分离,等效频率选择性高,带外抑制比高。　　 (4)该射频前端采用65nm CMOS工艺,仿真结果显示,其实现了0.5GHz～3GHz的可重构输入匹配,1.8GHz带外干扰输入1dB压缩点1.4dBm,50MHz偏移处带外抑制达到了22dB,100MHz偏移处带外抑制34dB,频率选择性达到了商用外置声表面滤波器的水平,能够满足未来SAW-less可重构全卫星联合导航接收机的需要。　　 4.射频感性元件模型是RF电路设计的基础,是硅基CMOS接收机芯片的共性技术。针对传统感性元件等效电路模型伸缩性不足和准确度低的弱点,开发了一套新型的高精度高伸缩性参数化等效电路模型。　　 (1)提出了一套基于物理的硅基感性元件寄生效应解析模型,包括一个新的邻近效应和趋肤效应电流分布假设,进而提出了一个解析的高频线圈等效电阻模型,以及一个衬底容性耦合损耗与邻近效应的线性关系,简化氧化层电容、衬底电容和电阻的计算。　　 (2)提出了一个电感“Double-π”参数化等效电路模型,模型准确考察了趋肤效应、邻近效应、衬底涡流、衬底容性耦合和分布效应的影响,模型参数与制造参数和工艺参数直接相关,与频率无关,拟合参数仅为2个。　　 (3)提出了一个差分变压器的双耦合等效电路模型,邻近效应和衬底涡流都通过变压器耦合网络加以模拟,模型参数计算简单。　　 (4)经过0.13μm和0.18μm标准CMOS工艺流片测试数据验证,电感的“Double-π”参数化等效电路模型和变压器的双耦合等效电路模型准确度高,伸缩性好,能充分满足电路设计者的需要。