Marchand巴伦建模优化及设计方法研究

发布时间：2017-05-06 06:16

  本文关键词：Marchand巴伦建模优化及设计方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Marchand巴伦作为重要的无源器件,在射频前端电路中应用广泛,是农业物联网无线收发芯片的重要组成部分。在Marchand巴伦的设计中,通常电磁场仿真需要高性能的计算机并严重耗时,这在衬底结构复杂的巴伦仿真中更为突出。针对模型建立优化中的效率与瓶颈问题,本文通过理论分析和大量的仿真,建立耦合线物理尺寸和模型参数之间的对应关系,达到快速建立电路模型的目的。本文的研究从对称、非对称耦合线的分析方法并推导四端口网络参数入手,在此基础上利用ADS中现有库元件,建立耦合线电路模型并进行参数提取。参数提取是巴伦建模过程中的重要环节,对耦合线的电路模型参数提取借助于全波电磁场仿真(EM)工具进行。本文详细论述了模型参数的提取过程,并对提取的参数进行数据分析及拟合,找出耦合线物理尺寸(长度、宽度、间距)和模型参数之间的关系,建立对应方程,从而可以快速计算求解模型参数,大幅度减少对耦合线电磁场仿真的依赖,提高建模效率。利用建立好的耦合线电路模型搭建巴伦电路模型,从而可以使用模型仿真巴伦性能,指导实际巴伦的设计。最后利用仿真及巴伦实物验证不同结构、不同工艺下的电路模型准确性,并提出优化Marchand巴伦性能的具体方法。同时考察容性、感性补偿对于Marchand巴伦性能的影响,证实修正后的巴伦模型可以反映出添加补偿后电路发生的变化。对Marchand巴伦的建模及参数提取方法的优化有效的缩短了巴伦的设计周期,测试结果表明模型具有较高的准确性,为实际巴伦的设计提供了较好的参考与借鉴。
【关键词】：射频电路 无源器件 Marchand巴伦 模型 参数提取
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN859;TN402
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本文主要研究内容以及章节安排12-14
• 第二章 耦合传输线理论及其电路模型研究14-35
• 2.1 耦合传输线概述14-15
• 2.2 耦合线基本参数15-17
• 2.3 对称微带耦合线分析17-23
• 2.3.1 对称耦合线奇偶模分析法17-19
• 2.3.2 特性阻抗及有效介电常数19-21
• 2.3.3 对称耦合线网络参数21-23
• 2.4 非对称耦合线分析23-28
• 2.5 基于ADS耦合线建模28-29
• 2.6 对称耦合线补偿方法29-34
• 2.6.1 电容补偿电路模型29-32
• 2.6.2 电感补偿电路模型32-34
• 2.7 本章小结34-35
• 第三章 Marchand巴伦建模35-48
• 3.1 巴伦分类35-37
• 3.2 Marchand巴伦S矩阵理论37-46
• 3.3 巴伦模型构建46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 巴伦模型参数提取48-63
• 4.1 Momentum电磁仿真48-49
• 4.1.1 Momentum基板设置48
• 4.1.2 端口设置48-49
• 4.2 耦合线参数一般提取过程49-54
• 4.3 模型参数和器件物理尺寸关系分析54-62
• 4.3.1 耦合线长度对模型参数影响55-56
• 4.3.2 耦合线宽度对模型参数影响56-57
• 4.3.3 耦合线间距对于模型参数影响57-60
• 4.3.4 宽边耦合线模型参数60-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第五章 巴伦设计及测试分析63-76
• 5.1 巴伦性能指标63-64
• 5.2 二导体Marchand巴伦设计64-70
• 5.3 三导体耦合巴伦设计70-71
• 5.4 耦合线巴伦补偿方法71-73
• 5.4.1 电容补偿71-72
• 5.4.2 电感补偿72-73
• 5.5 CMOS毫米波巴伦设计73-75
• 5.6 本章小结75-76
• 第六章 总结与展望76-78
• 6.1 总结76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士期间获得的成果82

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