應(yīng)用于相控陣收發(fā)組件的射頻-微波集成電路設(shè)計(jì).pdf

1、本文重點(diǎn)研究了不同工藝下用于相控陣?yán)走_(dá)和通信系統(tǒng)的射頻/微波單片集成電路設(shè)計(jì)。
　　首先采用三維電磁場(chǎng)仿真方法建立了 TSMC0.18um工藝的傳輸線的模型,根據(jù)此模型,采用傳輸線匹配的方法設(shè)計(jì)了工作在 X波段(8-12GHz)的低噪聲放大器(LNA)和功率放大器(PA),LNA的噪聲系數(shù)小于4.5dB,小信號(hào)增益大于20dB,PA輸出功率大于18.3dBm,功率增加效率為15％,并設(shè)計(jì)了SPDT開(kāi)關(guān),插入損耗2.5dB,隔離度大

2、于20dB,最終實(shí)現(xiàn)收發(fā)模塊。根據(jù)多層金屬耦合的方法采用金屬4和金屬6設(shè)計(jì)了 Balun結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)二極管環(huán)形混頻器,混頻器在17dBm的 LO功率驅(qū)動(dòng)下帶內(nèi)變頻損耗小于14.2dB,最小變頻損耗12dB。提出了一種高隔離度低損耗的 CMOS工藝開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了工作在 S波段的隔離度為39.27dB,插入損耗1.03dB的高性能射頻單刀雙擲開(kāi)關(guān)(SPDT),并設(shè)計(jì)了工作在3.1-10.6GHz的噪聲系數(shù)小于3.55dB,增

3、益大于15dB的超寬帶低噪聲放大器。
　　采用 GaAs0.25um工藝設(shè)計(jì)了兩種類型的六位數(shù)字移相器,分別工作在 S波段和 C波段。由于兩種移相器的電路結(jié)構(gòu)相同,文章中只討論了 S波段移相器的詳細(xì)設(shè)計(jì),分別對(duì)各個(gè)移相單元180°、90°、45°、22.5°、11.25°、5.625°進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。并對(duì)移相器的級(jí)聯(lián)散射抑制和降低相位誤差的方法進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。S波段移相器測(cè)試結(jié)果表明在2.1-2.7 GHz頻率范圍,移相器以5.6

4、25°為步進(jìn),相位均方根誤差(RMS)小于1.7°,插入損耗小于6.3dB,輸入輸出反射系數(shù)小于-10dB。C波段移相器工作在3.6-4.2 GHz頻率范圍,測(cè)試相位 RMS小于1.73°,插入損耗小于6.4dB,波動(dòng)小于0.4dB。輸入輸出駐波比分別為小于1.58和1.52。
　　論文研究了基于 GaN工藝的微波晶體管開(kāi)關(guān)建模,提出了基于開(kāi)關(guān) GaN HEMT晶體管物理結(jié)構(gòu)分析的等效開(kāi)關(guān)模型,對(duì)模型中各種本征和寄生參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)