微波-毫米波單片集成收發(fā)機中關鍵電路的設計及其小型化.pdf

1、本論文的研究方向為基于硅基及砷化鎵基微波/毫米波收發(fā)系統中單片集成電路的設計及小型化。
　　 隨著無線通信技術的發(fā)展，傳統的射頻頻帶資源已經接近飽和。由于微波/毫米波頻段可以提供更為豐富的頻率資源，實現更高速度的數據傳輸，近年來，無線通信技術已經開始向微波/毫米波頻段拓展。微波單片集成電路做為微波/毫米波系統的重要實現方式及組成部分，一直以來都是科研及產業(yè)界關注的熱點。在集成電路的實現中，芯片的面積決定了其生產成本，同時對成品率

2、及系統集成有重要的影響。射頻，微波集成電路所占面積大，并且主要組成部分為無源部分，一般無法通過工藝進步直接減小芯片面積。在本論文中，圍繞微波/毫米波單片集成電路的小型化這一研究方向，從電路架構、無源器件等方面實現關鍵電路的小型化，為微波，毫米波集成系統的小型化、低成本應用提供參考。
　　 在本論文中，首先介紹了微波/毫米波頻率的背景及研究趨勢。在第二章中，討論了基于硅基工藝設計實現的工作于24-GHz無線收發(fā)系統中關鍵電路的設計

3、。在分析硅基微波/毫米波集成電路的研究背景及應用前景之后，采用CMOS工藝設計實現了包括低噪聲放大器、混頻器、壓控振蕩器在內射頻前端模塊。并結合電路特點，分別提出了小型化低噪聲放大器、小型化單平衡混頻器、小型化行波振蕩器的設計方法。并均流片驗證，仿真結果與測試結果相對比表明，本文所提出的方法，在電路性能相比擬的情況下，面積達到了已有報道成果的最小。
　　 在第三章中，基于砷化鎵工藝設計實現高性能7～14-GHz無線收發(fā)系統的關鍵

4、電路。完成了包括低噪聲放大器、鏡像抑制混頻器及驅動放大器的設計。同時，對電路模塊中最占面積的鏡像抑制混頻器進行設計和優(yōu)化，采用螺旋耦合的方式縮小鏡像抑制混頻器中片上巴倫及定向耦合器的尺寸，達到小型化的設計。低噪聲放大器的測試結果顯示，本設計的測試結果與仿真結果相吻合，驗證了設計的正確性，并且在綜合性能上達到了采用相同工藝實現電路的最佳。
　　 在第四章中，設計實現了工作于60-GHz接收前端的關鍵電路。完成包括低噪聲放大器及混頻