CMOS毫米波宽频带压控振荡器和分频器的设计
发布时间：2022-02-19 09:13
随着无线通信技术的快速发展,通信系统对带宽的要求变得越来越高。由于频谱资源日益紧张和传输速率有限,以往的低频段已经越来越不能满足人们日常生活的需求,无线通信朝着更高的频段发展已成为必然趋势。毫米波是指频率在30300GHz的电磁波,由于其波长短、频带宽,毫米波可以有效地解决高速宽带无线接入面临的许多问题,因而在短距离通信中有着广泛的应用前景。作为毫米波收发系统中的关键电路,压控振荡器（VCO,Voltage Controlled Oscillator）和分频器工作在链路的最高频率上,其性能的好坏直接影响着收发系统的性能,是毫米波集成电路研究的重要内容。本文首先阐述了CMOS毫米波压控振荡器和分频器的研究意义和目前的研究进展,然后对压控振荡器和分频器的宽频带结构、性能参数、设计方法进行了分析,最后基于65nm CMOS工艺设计实现了宽频带（73.388.1GHz）)压控振荡器和宽频带（81110GHz）注入锁定分频器,仿真结果达到了预期要求。论文的主要研究工作如下:1.本文对CMOS毫米波宽频带压控振荡器的设计进行了研究。...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 毫米波集成电路研究背景
1.1.1 毫米波技术及其应用
1.1.2 CMOS毫米波集成电路
1.1.3 CMOS毫米波压控振荡器和分频器的研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 论文的主要内容及结构
第二章 CMOS毫米波压控振荡器的设计基础
2.1 振荡器的基本原理
2.1.1 双端口反馈模型
2.1.2 单端口负阻模型
2.2 压控振荡器的基本性能指标
2.3 毫米波压控振荡器无源器件的分析
2.3.1 电感
2.3.2 传输线
2.3.3 变容管
2.4 本章小结
第三章 CMOS毫米波宽频带压控振荡器的设计
3.1 基于开关耦合结构的电感
3.1.1 开关耦合电感结构
3.1.2 开关耦合电感各参数仿真验证
3.2 基于开关耦合电感的宽频带压控振荡器的设计
3.2.1 压控振荡器电路设计
3.2.2 电路仿真结果
3.3 本章小结
第四章 CMOS毫米波宽频带分频器的设计
4.1 分频器分类
4.1.1 数字分频器
4.1.2 模拟分频器
4.2 注入锁定分频器
4.2.1 注入锁定原理
4.2.2 注入方式
4.2.3 性能指标
4.3 基于注入锁定技术的宽频带分频器设计
4.3.1 电路结构
4.3.2 电路版图设计
4.3.3 电路仿真结果
4.4 本章小结
第五章 总结和展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于数字可控电感的宽带压控振荡器[J]. 赵亚,赵鹏,夏瑞威,高海军. 微电子学. 2017(02)
[2]面向5G通信的射频关键技术研究[J]. 皮和平. 通讯世界. 2017(02)
[3]一种38.4～43.4 GHz CMOS压控振荡器[J]. 王志平,况立雪,陈磊,池保勇. 微电子学. 2016(03)
[4]基于40 nm CMOS工艺的毫米波注入锁定分频器[J]. 张健,刘昱,王硕,李志强,陈延湖. 微电子学. 2015(06)
[5]20 GHz压控振荡器的设计与实现[J]. 曹卫东,侯晨龙,郭金星,宋奕霖,王自强,姜汉钧,王志华. 微电子学. 2015(05)
[6]国际半导体技术发展路线图（ITRS）2013版综述（1）[J]. 黄庆红. 中国集成电路. 2014(09)
[7]一种1.2GHz～2.8GHz环形振荡器设计[J]. 杨必文. 电子质量. 2014(02)
博士论文
[1]射频集成电路片上电感的分析与优化设计[D]. 菅洪彦.复旦大学 2005
[2]超高速、射频与微波单片集成电路设计关键技术研究[D]. 黄颋.东南大学 2005
[3]电感电容压控振荡器[D]. 唐长文.复旦大学 2004
硕士论文
[1]CMOS压控振荡器的研究[D]. 陈超.南京理工大学 2013
[2]1.6GHz3.2GHz 0.18μm CMOS宽带低噪声压控振荡器设计[D]. 周功孩.华中科技大学 2013
[3]基于注入锁定技术的锁相环、倍频器和分频器的研究与设计[D]. 廉琛.复旦大学 2012
[4]射频片上螺旋电感的结构优化设计与实现[D]. 刘婧.华东师范大学 2008
本文编号：3632631
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 毫米波集成电路研究背景
1.1.1 毫米波技术及其应用
1.1.2 CMOS毫米波集成电路
1.1.3 CMOS毫米波压控振荡器和分频器的研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 论文的主要内容及结构
第二章 CMOS毫米波压控振荡器的设计基础
2.1 振荡器的基本原理
2.1.1 双端口反馈模型
2.1.2 单端口负阻模型
2.2 压控振荡器的基本性能指标
2.3 毫米波压控振荡器无源器件的分析
2.3.1 电感
2.3.2 传输线
2.3.3 变容管
2.4 本章小结
第三章 CMOS毫米波宽频带压控振荡器的设计
3.1 基于开关耦合结构的电感
3.1.1 开关耦合电感结构
3.1.2 开关耦合电感各参数仿真验证
3.2 基于开关耦合电感的宽频带压控振荡器的设计
3.2.1 压控振荡器电路设计
3.2.2 电路仿真结果
3.3 本章小结
第四章 CMOS毫米波宽频带分频器的设计
4.1 分频器分类
4.1.1 数字分频器
4.1.2 模拟分频器
4.2 注入锁定分频器
4.2.1 注入锁定原理
4.2.2 注入方式
4.2.3 性能指标
4.3 基于注入锁定技术的宽频带分频器设计
4.3.1 电路结构
4.3.2 电路版图设计
4.3.3 电路仿真结果
4.4 本章小结
第五章 总结和展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于数字可控电感的宽带压控振荡器[J]. 赵亚,赵鹏,夏瑞威,高海军. 微电子学. 2017(02)
[2]面向5G通信的射频关键技术研究[J]. 皮和平. 通讯世界. 2017(02)
[3]一种38.4～43.4 GHz CMOS压控振荡器[J]. 王志平,况立雪,陈磊,池保勇. 微电子学. 2016(03)
[4]基于40 nm CMOS工艺的毫米波注入锁定分频器[J]. 张健,刘昱,王硕,李志强,陈延湖. 微电子学. 2015(06)
[5]20 GHz压控振荡器的设计与实现[J]. 曹卫东,侯晨龙,郭金星,宋奕霖,王自强,姜汉钧,王志华. 微电子学. 2015(05)
[6]国际半导体技术发展路线图（ITRS）2013版综述（1）[J]. 黄庆红. 中国集成电路. 2014(09)
[7]一种1.2GHz～2.8GHz环形振荡器设计[J]. 杨必文. 电子质量. 2014(02)
博士论文
[1]射频集成电路片上电感的分析与优化设计[D]. 菅洪彦.复旦大学 2005
[2]超高速、射频与微波单片集成电路设计关键技术研究[D]. 黄颋.东南大学 2005
[3]电感电容压控振荡器[D]. 唐长文.复旦大学 2004
硕士论文
[1]CMOS压控振荡器的研究[D]. 陈超.南京理工大学 2013
[2]1.6GHz3.2GHz 0.18μm CMOS宽带低噪声压控振荡器设计[D]. 周功孩.华中科技大学 2013
[3]基于注入锁定技术的锁相环、倍频器和分频器的研究与设计[D]. 廉琛.复旦大学 2012
[4]射频片上螺旋电感的结构优化设计与实现[D]. 刘婧.华东师范大学 2008
本文编号：3632631
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3632631.html
