微波單片接收前端關(guān)鍵器件技術(shù)研究.pdf

1、微波單片集成電路就是把有源和無源元器件制作在同一塊半導(dǎo)體基片上的電路。MMIC表現(xiàn)出體積小、重量輕、大批量生產(chǎn)成本低，同時兼具寄生參量小、穩(wěn)定性好、可靠性高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在電子戰(zhàn)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)等軍事領(lǐng)域和移動電話、無線局域網(wǎng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等民用領(lǐng)域。微波毫米波低噪聲放大器(LNA)和混頻器是微波毫米波接收系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，LNA的主要作用是放大接收到的微弱信號，減小噪聲干擾；混頻器的主要作用是進行頻率變換，提供系統(tǒng)解調(diào)

2、、調(diào)制所需的信息數(shù)據(jù)。本文基于UMS PH15/25 GaAs pHEMT工藝設(shè)計了若干單片接收前端關(guān)鍵器件，其中超寬帶分布式放大器通過0.15μm GaAs pHEMT工藝實現(xiàn)流片，毫米波四次諧波鏡像抑制混頻器通過0.25μm GaAs pHEMT工藝實現(xiàn)流片。本文主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）基于0.25μm GaAs pHEMT工藝完成了Ka波段兩級低噪聲放大器設(shè)計，工作頻率為33～37GHz，增益大于14dB，噪聲系數(shù)小于

3、2.5 dB，輸入輸出回波損耗優(yōu)于14 dB。
　?。?）基于0.15μm GaAs pHEMT工藝完成了15GHz～40GHz超寬帶分布式放大器設(shè)計。該芯片采用共柵共源結(jié)構(gòu)，測試結(jié)果顯示，芯片在16～40GHz增益大于6 dB，輸入輸出回波損耗優(yōu)于5 dB，在15～26.5GHz噪聲系數(shù)平均值約為5 dB，芯片面積僅為1.5×1mm2。
　　（3）基于0.25μm GaAs pHEMT工藝完成了Ka波段四次諧波鏡像抑制混頻

4、器設(shè)計。采用電容加載技術(shù)，使巴倫耦合線的長度縮短為實際長度的80％。改進型雙巴倫的使用進一步減小了巴倫的尺寸。測試結(jié)果顯示，在射頻輸入34～36GHz，中頻輸出0.5～1.5GHz時，混頻器的變頻損耗小于20.5dB，鏡像抑制度大于20dB，四次本振到射頻的隔離度大于38dB。
　?。?）基于0.15μm GaAs pHEMT工藝設(shè)計完成了Ka波段低噪聲放大器與混頻器的單片集成。仿真結(jié)果表明，在射頻頻率為32～40GHz，中頻頻率