- 文献综述（或调研报告）：
通信技术以惊人的速度发展，而无线通信更呈现爆炸性增长，这使得射频技术又一次摆在了重要的位置。射频集成电路设计己获得了普遍关注并开展了大量课题研究。尤其是随着CMOS工艺的迅猛发展，使以前只能采用砷化镓和锗化硅等工艺实现的微波和毫米波波段的器件在CMOS工艺下实现成为可能，CMOS工艺的截止频率已能满足多数现代无线通信应用设计要求。另外，在无线局域网(WLAN)射频前端收发机的设计中，CMOS工艺的噪声性能也能符合要求。1992年，工作在2．4GHz频段上的WLAN产品问世，之后的大多数WLAN产品也都在此频段上运行。在降低射频产品成本的驱动下，如何采用成本低廉、集成度高、可复用的CMOS工艺实现高性能的射频集成电路，已成为射频集成电路设计研究的焦点。人们不断提出基于CMOS工艺的射频电路结构及设计技术，并逐渐推出成熟的CMOS射频产品，取得了非常大的成就。混频器(Mixer)作为接收机的关键模块，其CMOS设计技术的研究始终是非常重要的课题之一。而开发规范的通讯频段混频器等，并加以推广，将大大的缩短与简化无线射频收发机的开发与设计，提高设计的效率，具有极高的工程应用价值。
混频器作为无线收发机中的关键模块，其设计技术的发展一直是射频集成电路的研究热点。众多设计技术和新颖电路结构都是围绕各项性能参数的优化展开，混频器设计需要在转换增益、线性度、噪声系数、隔离度、功耗、电源电压等性能参数之间进行折中。工程应用背景的不同决定了对各项性能参数的要求也各不相同。
混频器按照有无变频增益可以分为有源和无源混频器两大类。常见的有源混频器结构有三种：非平衡结构、单平衡结构和双平衡结构，其中应用最为广泛的有源混频器结构为吉尔伯特型双平衡结构。但有源混频器使用的结构较为复杂，对集成难度要求高，同时电路噪声系数、线性度较无源混频器差。
单平衡混频器：混频器的跨导级，将射频输入电压信号转换为电流信号；差分输入开关对，交替地导通从而完成输入射频信号的频率变换；RL作为混频器的负载，将输出的中频电流信号转换为电压信号。单平衡混频器在射频．本振的端口隔离性和变频增益方面有所改善，但由于单平衡混频器开关晶体管栅漏寄生电容的存在，本振信号很可能泄漏至中频输出端口。当泄漏的本振信号幅度较大时，混频器输出电压的摆幅将变大，这样会使后级电路模块产生饱和。为了抑制信号的馈通，实际的电路设计通常会在混频器的输出端口放置低通滤波器。
双平衡混频器：由两对差分对管组成，本振信号(LO)交叉地加到中间级的两个差分对管的输入端，输入射频信号加到差分对管的栅极。负载电阻将输出中频电流信号转换为电压信号。与单管或单平衡混频器相比，双平衡混频器各端口的隔离性能较好，尤其是本振端向中频端的馈通得到了有效地抑制。因为在双平衡混频器中，输出电流信号是由中间级的两个差分对电流反相叠加产生的，从而抵消了馈通到中频端口的本振信号。另外双平衡结构混频器的线性度比单平衡结构要好，因为混频器的跨导级是差分放大器，它抵消了跨导级V／I变换中的偶次失真项，从而输出频谱得到了很大的改善。但双平衡混频器的电路结构复杂，由于需要更多的MOS管器件，其噪声性能比单平衡混频器差。此外双平衡结构混频器在相同的变频增益下功耗是单平衡混频器的两倍。尽管双平衡混频器有以上不足，但它仍然是目前应用最为广泛的混频器电路。
基于吉尔伯特乘法器的有源双平衡混频器(简称吉尔伯特混频器)凭借其优越的隔离度、良好 的线性度、较高的转换增益、适中的噪声特性，成为当前应用最广泛的CMOS混频器电路结构。因此，有源混频器性能参数的建模主要是针对吉尔伯特混频器。吉尔伯特混频器主要由跨导级、开关对以及负载三个部分构成，噪声存在于构成这三个部分的所有元器件中。跨导级的白噪声和RF(Radio Frequency)信号一起被下变频到中频频段。由于闪烁噪声的转角频率小于本振信号的频率，理想情况下，跨导级产生的闪烁噪声不会影响到输出端，但是实际上由于开关对MOS管的噪声和失配，跨导级产生的闪烁噪声也会出现在输出端。开关对MOS管的白噪声和闪烁噪声会以直接机制和间接机制出现在输出端。负载元器件的噪声，一般直接叠加在输出端，需要根据负载的具体形式进行分析。
吉尔伯特混频器的的非线性产生机制分解为跨导级和开关对两部分。跨导级非线性采用传统的模拟电路非线性分析方法，即幂级数展开进行解析分析。开关对晶体管被认为是弱非线性的周期时变电路，在低频带T作时，可以采用时变幂级数形式表达；而在高频带工作时，考虑到寄生电容的作用，可以采用时变Volterra级数表达。整个吉尔伯特混频器的非线性将跨导级非线性和开关对非线性综合考虑，采用迭代的方法获得整体的非线性表达式。
吉尔伯特混频器电路结构的研究方向主要集中在两个方面，一是基于吉尔伯特混频器结构进行改进：二是提出新的混频器结构。通过采用折叠结构，改善吉尔伯特混频器在低电源电压下的性能折中问题；通过设计分流电路减小开关对的偏置电流，降低混频器输出端的噪声；通过采用多栅跨导级MOS管抵消三阶非线性，提高线性度；通过采用斩波技术，消除混频过程引入的基带噪声干扰；通过采用动态校准电路，消除偶数阶非线性和失配；通过采用并联三对相位各相差45°的本振信号驱动的开关对，达到抑制谐波的功能；通过采用集成了LNA、Mixer、VCO三部分功能的新结构，满足低功耗的设计要求；通过改进负载，改善输出信号摆幅与电源电压的折中关系。
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