GaAs寬帶混頻器單片集成電路的研究.pdf

1、混頻器是微波電路與系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。隨著通信與電子系統(tǒng)寬頻帶、小型化和集成化的快速發(fā)展，性能良好的微波集成寬帶混頻器成為當前的研究熱點之一。本文基于GaAs工藝，通過理論分析、參數(shù)化建模、聯(lián)合仿真優(yōu)化，迭代改進電路結(jié)構(gòu)，設(shè)計并實現(xiàn)了能夠覆蓋2～18 GHz的寬帶無源雙平衡混頻器單片集成電路。論文的主要工作如下:
　　1)基于Win的GaAs PD25工藝，采用全波電磁仿真，針對以螺旋線變壓器為代表的無源器件建立了尺寸可變的參數(shù)化等

2、效電路模型，以提高設(shè)計效率。
　　2)利用奇偶模分析法對理想巴倫需要滿足的幅度平衡和相位平衡條件進行了詳細的分析，得出了相關(guān)的限制條件，用于巴倫的創(chuàng)新設(shè)計。
　　3)設(shè)計了一款寬帶Marchand巴倫芯片并總結(jié)了其設(shè)計流程。根據(jù)奇偶模分析得到的限制條件，通過在巴倫的中央加一段開路支節(jié)提高其性能。所設(shè)計的寬帶巴倫在4～24 GHz內(nèi)幅度平衡可以保持在1.5dB以內(nèi)，在2～22 GHz內(nèi)相位平衡可以保持在10度以內(nèi)。仿真與測試結(jié)

3、果基本一致，驗證了相關(guān)結(jié)論。
　　4)總結(jié)了無源混頻器的設(shè)計流程，設(shè)計了三款寬帶無源雙平衡混頻器芯片。在傳統(tǒng)寬帶無源雙平衡混頻器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，用雙混頻環(huán)結(jié)構(gòu)拓展了混頻器的帶寬，用新型中頻提取結(jié)構(gòu)改善了變頻損耗的帶內(nèi)波動和射頻到中頻端的隔離度?；祛l器帶寬為2～18 GHz，變頻損耗小于10dB且?guī)?nèi)波動小，本振到中頻的隔離度在15dB以上，射頻到中頻端的隔離度在15dB以上，本振到射頻端的隔離度在25dB以上。測試結(jié)果與目前國際上先