140/220GHz毫米波压控振荡器的研究与设计

发布时间：2020-12-06 08:32

　　随着无线通信技术日趋成熟,用户对无线传输的需求也越来越大,传统的无线电波频段已变得拥挤不堪。鉴于毫米波频段存在大量未征用的频段,在无线通讯领域具有巨大的潜力,因此毫米波通信系统应运而生,作为其中的重要一环,毫米波压控振荡器（Voltage-controlled Oscillator,VCO）逐渐成为了国内外学者重点研究的对象之一。本文针对毫米波VCO进行了研究,研究并设计了工作在140与220GHz频段的VCO电路,其主要内容如下:首先,文中介绍了毫米波在大气中传播时的衰减以及“大气窗口”的概念,随后讲述了毫米波收发系统及其应用,并总结了国内外的毫米波VCO的研究现状、电路结构、设计方法、所用工艺以及各项性能指标。其次分析了振荡器的基本原理并给出了几种典型的振荡器结构,同时介绍了VCO的各项重要参数以及若干设计时需要考虑的因素,为电路设计奠定理论基础。最终设计并实现了以下几款VCO电路:1、140GHz频段差分VCO。该VCO基于0.45um In P HEMT工艺设计,采用差分电容三点式结构,设计时的信号传输线采用微带线结构,振荡核心管工作在零栅极偏压下。考虑到工艺的偏差,设计时预留... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 论文的研究背景及毫米波概述
        1.1.1 毫米波特点及其简介
        1.1.2 毫米波电路的发展及应用
    1.2 毫米波压控振荡器的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文的主要内容和结构
第二章 压控振荡器基本理论
    2.1 振荡器的起振条件
    2.2 负阻分析方法
    2.3 三点式振荡器
    2.4 交叉耦合振荡器
    2.5 压控振荡器的技术指标
    2.6 本章小结
第三章 基于InPHEMT工艺的140GHz差分VCO设计
    3.1 InPHEMT工艺介绍
    3.2 电路结构设计
        3.2.1 晶体管及偏置电压的选择
        3.2.2 电路拓扑结构
    3.3 无源器件设计与仿真
        3.3.1 微带线
        3.3.2 可变电容
        3.3.3 GSGpad
    3.4 电路版图与后仿真结果
        3.4.1 电路整体版图
        3.4.2 后仿真结果
    3.5 本章小结
第四章 基于InPHBT工艺的140GHz Colpitts VCO设计
    4.1 InPHBT工艺介绍
    4.2 Colpitts结构VCO设计
        4.2.1 Colpitts振荡结构
        4.2.2 无源器件
        4.2.3 电路整体版图
    4.3 VCO后仿真结果
    4.4 本章小结
第五章 基于InPHBT工艺的140GHz共基级交叉耦合VCO设计
    5.1 共基级交叉耦合振荡器结构分析
        5.1.1 振荡器核心结构分析
        5.1.2 基极反馈电感分析
    5.2 电路结构的具体实现
    5.3 电路版图及其后仿真结果
        5.3.1 电路整体版图
        5.3.2 CPW转微带线结构
        5.3.3 版图后仿真结果
    5.4 基于变压器的改进电路设计
        5.4.1 片上无源变压器的设计
        5.4.2 改进后的电路
        5.4.3 改进电路后仿真结果
    5.5 本章小结
第六章 基于InPHBT工艺的220GHz耦合线VCO设计
    6.1 耦合线VCO设计
        6.1.1 耦合线VCO拓扑结构
        6.1.2 耦合线设计
        6.1.3 电路整体版图
    6.2 耦合线VCO后仿真结果
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：2901070