三毫米矢量調制器研究.pdf

1、載波直接調制技術是目前國內外研究的熱門領域之一,矢量調制器作為該技術的典型應用受到越來越多的重視。國外對矢量調制器的研究已有20年之久,現(xiàn)已達到成熟階段,并已應用于數(shù)字通信系統(tǒng)、雷達對消系統(tǒng)、相控陣天線中。而國內在近幾年才開展了對矢量調制器的研究,由于加工工藝的限制,產品在較高頻段尚沒有得到廣泛應用。本文對矢量調制器進行了研究,并借助臺灣WIN公司的MMIC工藝線設計了一款工作于W波段的平衡I-Q矢量調制器單片,之后又進行了矢量調制器的

2、模塊化設計。由于W波段的矢量調制器在國內鮮有報道,因此本文的研究對該領域未來的發(fā)展具有重大的參考價值。
　　本文首先介紹了平衡 I-Q矢量調制器與其他常見類型的矢量調制器相比所具有的優(yōu)勢,并分析了其工作原理。之后采用0.15μm GaAs PHEMT工藝線設計了一款工作于W波段的平衡I-Q矢量調制器單片。文中詳細介紹了其設計過程,包括正交耦合器和同相合路器的選取以及MMIC設計中的一些注意事項,并結合電磁仿真軟件ADS和HFSS完

3、成了平衡雙相幅度調制器單片和平衡矢量調制器單片的版圖設計。在設計過程中我們發(fā)現(xiàn),采用端口特性阻抗為50歐姆的Lange耦合器所制成的平衡雙相幅度調制器動態(tài)范圍較小,我們通過將該處的 Lange耦合器的端口特性阻抗提高至70歐姆,實現(xiàn)了平衡雙相幅度調制器動態(tài)范圍的增加,同時也使得最終的芯片版圖面積更小。仿真結果顯示,平衡雙相幅度調制器的幅度衰減量從9dB到40dB,并實現(xiàn)了雙相調制,相位誤差小于2°,輸入輸出端口回波損耗在整個W波段內都大

4、于14dB,單片尺寸為1.4mm×0.7mm;平衡矢量調制器的最小插入損耗為11dB,最小全相插入損耗為15dB,并實現(xiàn)了整個360°相位的變化,在整個W波段內,輸入輸出端口回波損耗均大于14dB,該仿真結果已達到了較好的水平,單片尺寸為1.9mm×1.3mm。由于該矢量調制器單片尚未投送流片,本文又利用現(xiàn)有的W波段平衡雙相幅度調制器單片,采用混合集成的方式設計了矢量調制器模塊。最后對該模塊進行了加工、裝配和測試,分析了其測試結果并提出