2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、移相器是一種可以將輸入信號的相位改變?yōu)榱硪环N特定的新相位的功能電路。移相器是相控陣?yán)走_等微波系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一,由于成本的限制,一般只限于軍事應(yīng)用以及高端商用領(lǐng)域。相比較于模擬移相器,數(shù)字移相器受到控制電壓的噪聲以及溫度漂移的影響更小,所以數(shù)字移相器愈來愈廣泛地應(yīng)用于有源相控陣天線中。微波數(shù)字移相器絕大多數(shù)是以III–V族平面集成電路工藝實現(xiàn)的。然而,寬禁帶半導(dǎo)體器件工藝方面取得的巨大進展為制作高功率、緊湊及低成本的移相器提供了巨大的

2、潛力。特別地,近年來涌現(xiàn)的以GaN HEMT為代表的第三代半導(dǎo)體器件以其極高的工作溫度(~600℃)、高擊穿電壓(~100 V)和高電流密度(~1.5 A/mm)等優(yōu)良特性成為制作高性能數(shù)字移相器等微波單片集成電路應(yīng)用最重要的選擇。因此,開展移相器原理理論的研究,設(shè)計并研制GaN基MMIC移相器,具有重要的現(xiàn)實意義。
  在此背景下,本論文對移相器的基本工作原理、常見的幾種不同類型拓撲結(jié)構(gòu)的數(shù)字移相器及其設(shè)計方法做了較全面的介紹。

3、并在分析GaN HEMT開關(guān)原理的基礎(chǔ)上,對應(yīng)用于移相器開關(guān)器件的選擇提出了建議,隨后設(shè)計了一款適用于高通/低通濾波器型移相器的單刀雙擲開關(guān)電路。在移相器原理分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合自主生產(chǎn)的GaN HEMT開關(guān)器件的測試數(shù)據(jù),設(shè)計了 X波段五位數(shù)字移相器MMIC電路。本論文的主要研究成果如下:
 ?、賹ψ灾餮兄频臇艑挒?.5um的GaN HEMT開關(guān)器件進行了小信號測試,并表征了不同柵寬的開關(guān)器件在串并聯(lián)配置下的開關(guān)性能,隨后給出了適

4、用于移相器的開關(guān)器件的選擇建議?;贕aN HEMT開關(guān)管的小信號參數(shù),利用ADS設(shè)計了一款適用于高通/低通濾波器型移相器的SPDT開關(guān)電路,隨后結(jié)合實際MMIC工藝線,使用L-Edit軟件合理設(shè)計了完整的單刀雙擲開關(guān)版圖。
 ?、诨谧灾餮兄频腉aN HEMT器件的開關(guān)性能和設(shè)計指標(biāo),選擇出了各移相位單元的合理拓撲結(jié)構(gòu)。其中,11.25°和22.5°移相位采用加載線型結(jié)構(gòu),45°移相位單元采用全通網(wǎng)絡(luò)型拓撲結(jié)構(gòu),90°和180°

5、移相位采用高通/低通濾波器型拓撲結(jié)構(gòu)。利用ADS分別對每一個移相位單元電路進行設(shè)計優(yōu)化和大量的電磁場仿真,直至達到設(shè)計指標(biāo)。隨后,將五個移相位單元版圖仿真結(jié)果進行級聯(lián)仿真,在保證整體性能的前提下,選擇出版圖占用面積最小的最優(yōu)級聯(lián)方式。結(jié)合實際MMIC工藝線,在 L-Edit軟件中完成了五位數(shù)字移相器的版圖繪制。最終,完整的五位數(shù)字移相器MMIC版圖面積為5000μm?2900μm,在9~10GHz頻率范圍內(nèi)仿真結(jié)果顯示:移相精度為-2.

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