I-Q矢量调制器关键技术研究
发布时间：2021-09-05 19:38
随着技术的发展,现代微波毫米波系统使用的频率越来越高,传统的中频调制技术已不再适用。矢量调制器（VM）因其可对射频信号进行载波直接调制的特性,在空间通信、射频对消、相控阵雷达等微波毫米波系统中有着广泛的应用。I-Q矢量调制器因其结构简单、调制精度高、360°范围内幅相可调等优势,已成为目前最为热门的矢量调制器。为了对I-Q矢量调制器关键技术进行深入研究,本课题从I-Q矢量调制器的原理入手,利用仿真软件对影响其性能的主要因素进行了全面的分析,综合比较了两种I-Q矢量调制器的特点与差异。在此基础上设计了两款基于GaAs工艺的I-Q矢量调制器MMIC。其中一款采用HiWafer PPA25工艺,工作在26.540GHz,采用平衡式结构。首先介绍了pHEMT栅宽的优化方案,再对两种双相幅度调制器的差别进行了验证对比,之后完成了整体版图的调试与MPSK调制仿真,结果表明该矢量调制器具有良好的幅度与相位RMS误差。后续的腔体加工和QPSK调制测试体现了该MMIC较好的正交特性。该设计充分体现了平衡式结构精度高、带宽大的优势。另一款为二进八出的反射式I-Q矢量调制器,为实现空间...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采用宽边耦合器的平衡式I-Q矢量调制器
图 1-1 采用宽边耦合器的平衡式 I-Q 矢量调制器2014 年，韩国首尔大学的 Seong-MoMoon 提出了一款基于 0.15umGaAs 工艺的 I-Q 矢量调制器（见图 1-2）。该芯片在反射式双相幅度调制器中加入了 /4传输线、变容二极管、电感和电容等器件，从而改善了电路的性能。在 18~26.5GHz的频段内用于 QPSK 调制时，VM 的误差矢量幅度小于 5.8%（RMS），解调 I/Q 偏移小于-16.1dB[21]。
图 1-3 H 波段 I-Q 矢量调制器2017 年，德国乌尔姆大学的 Filipe Tabarani 提出了一种新型结构的 K 波段平衡式 I-Q 矢量调制器（图 1-4）。该芯片采用 0.25um SiGeBiCMOS 工艺，仅包含 4个正交耦合器，使得面积大为缩小（353*435um2）。测试结果表明，在 20.35GHz时电路的插入损耗为 9.61dB，回波损耗小于 10dB，用于 16QAM 调制时的幅度与相位 RMS 为 0.7dB 和 4°[23]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GaAs工艺的新型I-Q矢量调制器芯片设计[J]. 沈宏昌,沈亚,潘晓枫,徐波,李思其,曲俊达,韩群飞. 固体电子学研究与进展. 2016(02)
[2]矢量调制器测试数据的分析及提数方法设计[J]. 黎剑. 电子科学技术. 2014(01)
[3]毫米波矢量调制器及其在有源相控阵天线中的应用[J]. 韩克武,杨明辉,孙芸,李凌云,侯阳,孙晓玮. 红外与毫米波学报. 2011(05)
[4]PHEMT结构材料及器件[J]. 谢自力,邱凯,尹志军,方小华,陈建炉,王向武,陈堂胜,高建峰. 微纳电子技术. 2002(02)
[5]C波段单片矢量调制器[J]. 沈亚,过常宁,陈克金,林金庭. 固体电子学研究与进展. 1993(04)
[6]8mm连续波雷达微波对消技术[J]. 张军,阮锦屏. 无线电工程. 1990(05)
硕士论文
[1]三毫米矢量调制器研究[D]. 卢炜.电子科技大学 2014
[2]Ka波段IQ矢量调制器研究[D]. 黄贤兵.电子科技大学 2012
[3]毫米波FMCW雷达制导中的RF对消技术研究[D]. 程新开.电子科技大学 2011
[4]混合集成平衡I-Q矢量调制器研制[D]. 田为中.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2007
[5]一种基于CMOS工艺运用于无线局域网802.11a协议的正交调制器电路设计[D]. 赵冬.东南大学 2004
本文编号：3385961
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采用宽边耦合器的平衡式I-Q矢量调制器
图 1-1 采用宽边耦合器的平衡式 I-Q 矢量调制器2014 年，韩国首尔大学的 Seong-MoMoon 提出了一款基于 0.15umGaAs 工艺的 I-Q 矢量调制器（见图 1-2）。该芯片在反射式双相幅度调制器中加入了 /4传输线、变容二极管、电感和电容等器件，从而改善了电路的性能。在 18~26.5GHz的频段内用于 QPSK 调制时，VM 的误差矢量幅度小于 5.8%（RMS），解调 I/Q 偏移小于-16.1dB[21]。
图 1-3 H 波段 I-Q 矢量调制器2017 年，德国乌尔姆大学的 Filipe Tabarani 提出了一种新型结构的 K 波段平衡式 I-Q 矢量调制器（图 1-4）。该芯片采用 0.25um SiGeBiCMOS 工艺，仅包含 4个正交耦合器，使得面积大为缩小（353*435um2）。测试结果表明，在 20.35GHz时电路的插入损耗为 9.61dB，回波损耗小于 10dB，用于 16QAM 调制时的幅度与相位 RMS 为 0.7dB 和 4°[23]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GaAs工艺的新型I-Q矢量调制器芯片设计[J]. 沈宏昌,沈亚,潘晓枫,徐波,李思其,曲俊达,韩群飞. 固体电子学研究与进展. 2016(02)
[2]矢量调制器测试数据的分析及提数方法设计[J]. 黎剑. 电子科学技术. 2014(01)
[3]毫米波矢量调制器及其在有源相控阵天线中的应用[J]. 韩克武,杨明辉,孙芸,李凌云,侯阳,孙晓玮. 红外与毫米波学报. 2011(05)
[4]PHEMT结构材料及器件[J]. 谢自力,邱凯,尹志军,方小华,陈建炉,王向武,陈堂胜,高建峰. 微纳电子技术. 2002(02)
[5]C波段单片矢量调制器[J]. 沈亚,过常宁,陈克金,林金庭. 固体电子学研究与进展. 1993(04)
[6]8mm连续波雷达微波对消技术[J]. 张军,阮锦屏. 无线电工程. 1990(05)
硕士论文
[1]三毫米矢量调制器研究[D]. 卢炜.电子科技大学 2014
[2]Ka波段IQ矢量调制器研究[D]. 黄贤兵.电子科技大学 2012
[3]毫米波FMCW雷达制导中的RF对消技术研究[D]. 程新开.电子科技大学 2011
[4]混合集成平衡I-Q矢量调制器研制[D]. 田为中.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2007
[5]一种基于CMOS工艺运用于无线局域网802.11a协议的正交调制器电路设计[D]. 赵冬.东南大学 2004
本文编号：3385961
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