W波段平衡I-Q矢量調(diào)制器單片的研究.pdf

1、由于微波單片集成電路（MMIC）具有體積小、重量輕、可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、可大批量生成且產(chǎn)品性能一致性好等特點(diǎn)，其在微波/毫米波系統(tǒng)中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，特別是在國(guó)防、軍事領(lǐng)域中具有極大的吸引力。本文首先對(duì)MMIC技術(shù)的特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)和現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。
　　高性能矢量調(diào)制器在相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)、雷達(dá)對(duì)消系統(tǒng)、預(yù)失真系統(tǒng)等微波毫米波應(yīng)用領(lǐng)域中開(kāi)始扮演著越來(lái)越重要的角色。國(guó)外對(duì)矢量調(diào)制器的研究開(kāi)始于上世紀(jì)80年代，目前已相

2、當(dāng)成熟,主要用單片 MMIC工藝實(shí)現(xiàn)，而國(guó)內(nèi)對(duì)調(diào)制器的系統(tǒng)研究起步較晚，主要通過(guò)混合集成方法實(shí)現(xiàn)。本文采用MMIC工藝設(shè)計(jì)了兩款分別工作在W和Ka波段的矢量調(diào)制器芯片，尤其W波段的矢量調(diào)制器芯片設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)具有開(kāi)創(chuàng)性的意義。
　　本文首先對(duì)各種不同類型的矢量調(diào)制器進(jìn)行了介紹，指出了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，然后在不假設(shè)理想器件的情況下，針對(duì)平衡I-Q矢量調(diào)制器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析。并使用WIN Semiconductors公司的PL

3、15（0.15μm pHEMT低噪聲）工藝線針對(duì)兩款矢量調(diào)制器先后設(shè)計(jì)了 Lange耦合器、推挽雙相調(diào)制器以及同相合路器等子電路，通過(guò)對(duì)晶體管尺寸與電路性能之間的聯(lián)系進(jìn)行了理論分析及仿真驗(yàn)證，從而選取了合適大小的晶體管，設(shè)計(jì)得到兩款矢量調(diào)制器芯片。
　　本文最終對(duì) W波段的推挽雙相調(diào)制器進(jìn)行了流片加工，芯片尺寸為1.35mm30.83mm。為了測(cè)試這款芯片，本文中通過(guò)擴(kuò)頻的方式利用40GHz矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀搭建了W波段自動(dòng)化探針測(cè)試