混頻多功能芯片的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在數(shù)字電路被芯片化、集成化改進的日漸成熟的同時，射頻電路也向著小型化、芯片化的方向不斷地發(fā)展，逐漸由無線收發(fā)（T/R）組件向著單片微波集成電路（MMIC）技術(shù)逐漸演變，芯片的整體尺寸日趨縮小，性能卻在此過程中不斷突飛猛進，這種轉(zhuǎn)變帶來的不僅僅是系統(tǒng)尺寸由組件向芯片的穩(wěn)步過渡，更是整體功能由分立元件向混合信號系統(tǒng)的不斷飛躍，對于人類技術(shù)的發(fā)展與革新起到日益重要的作用。構(gòu)成T/R模塊的眾多分立元件當中，功率放大器與混頻器是影響T/R模塊的核

2、心零部件，直接影響T/R模塊的靈敏度和最低信噪比，其性能指標日益變?yōu)楝F(xiàn)有雷達系統(tǒng)的關(guān)鍵，反映了一個國家雷達技術(shù)的發(fā)展水平。
　　對相控陣雷達系統(tǒng)中MMIC的仿真設(shè)計與測試方法進行了詳細的研究，設(shè)計芯片主體為 C波段（4-8GHz）無源雙平衡混頻器，其本振端口集成具有20dB增益的驅(qū)動放大器，射頻端口集成增益為16dB的雙向放大器，多功能芯片可同時實現(xiàn)上變頻及下變頻的使用要求。在對射頻電路設(shè)計的基本理論做過細致研究之后，采用ADS軟

3、件首先對各分立元件進行原理圖以及版圖仿真設(shè)計，不斷調(diào)整各部分的參數(shù)以優(yōu)化性能指標，在確定性能滿足要求之后對芯片中各組成部分進行集成以完成混頻多功能芯片的仿真設(shè)計，系統(tǒng)仿真結(jié)果變頻增益大于8dB且具有較好的頻帶內(nèi)平坦度，端口回波損耗優(yōu)于-10dB，端口間隔離度特性良好，滿足設(shè)計前設(shè)定的指標要求，符合實際工程使用中的要求。
　　設(shè)計版圖采用中電集團13所ED0.25μm PHEMT工藝線完成設(shè)計電路的流片處理，對晶圓片使用Cascad

4、e公司生產(chǎn)的探針臺以及安捷倫公司的四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀做晶圓片的裸片探針測試。對比測試結(jié)果與仿真結(jié)果并對整體結(jié)果進行詳細記錄與分析，對性能指標進行一定的研究，除個別性能指標出現(xiàn)稍許偏離仿真結(jié)果外，芯片整體性能滿足使用要求及設(shè)計預期，能夠達到工程應(yīng)用的通用設(shè)計標準及產(chǎn)品級芯片的性能要求，繼而對芯片尺寸做壓縮處理以滿足實際封裝使用時面臨的尺寸要求，對改版后的芯片再次流片并測試。測試結(jié)果表明芯片性能指標在芯片尺寸壓縮后出現(xiàn)一定惡化，但仍處于實