基于硅工艺的Ka波段多功能芯片关键技术研究

发布时间：2023-04-28 16:46

　　相控阵技术是近轨通信卫星,火控/气象雷达,以及一些导弹姿态控制系统中十分重要的一部分。随着通信行业的发展,第五代移动通信系统(5G)将于2020年实现大规模商业化,毫米波频段已经成为热门频段之一,然而毫米波频段信号在空气中传输损耗更大,也就更加需要相控阵系统补偿大气损耗所带来的高传播衰减。而具有幅相控制功能的多功能芯片直接影响了相控阵系统的性能。初期的多功能芯片基本采用III-V族化合物工艺实现,III-V族化合物工艺具有电子迁移率高、漂移速度快、禁带宽等优点,但它价格昂贵且无法与基带/数控芯片集成,从而导致系统集成度降低。而Si与SiGe工艺价格低廉,且可以集成基带与数字部分,并同时满足低成本与高集成度的要求,随着工艺的进步高频性能也逐渐得以改善,足以满足应用需求。故采用硅基工艺设计多功能芯片是目前国内外的一个发展趋势。本文基于硅基工艺对工作于Ka波段的差分移相器进行了深入研究,并对Ka波段多功能芯片系统内部模块做了一定的优化设计,具体工作如下:1.为了抑制信号传输过程中的共模干扰,并降低射频地寄生参数对移相器性能影响,设计了一款差分结构移相器。针对传统的高低通式移相器结构插损高,集...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究历史与现状
        1.2.1 国外研究历史与现状
        1.2.2 国内研究历史与现状
    1.3 本论文的结构安排
第二章 工艺与仿真平台简介
    2.1 CMOS工艺简介
    2.2 SiGe BiCMOS工艺简介
    2.3 仿真平台方案
    2.4 本章小结
第三章 移相器设计及其关键技术
    3.1 移相器简介
    3.2 六位数控差分移相器单元电路设计
        3.2.1 45°移相单元电路结构
        3.2.2 5.625°、11.25°与22.5°移相单元电路结构
        3.2.3 90°与180°移相单元电路结构
        3.2.4 Floating body技术
    3.3 六位数控差分移相器整体电路设计
    3.4 本章小结
第四章 六位数控差分移相器的仿真与测试
    4.1 各个移相单元的仿真与测试
        4.1.1 5.625°移相单元的仿真与测试
        4.1.2 11.25°移相单元的仿真与测试
        4.1.3 22.5°移相单元的仿真与测试
        4.1.4 45°移相单元的仿真与测试
        4.1.5 90°移相单元的仿真与测试
        4.1.6 180°移相单元的仿真与测试
    4.2 移相器整体电路仿真与测试
    4.3 本章小结
第五章 CMOS多功能芯片中开关与放大器设计
    5.1 微波数控开关简介
    5.2 单刀双掷开关的设计
    5.3 单刀双掷开关的仿真
    5.4 放大器简介
    5.5 增益补偿放大器设计
        5.5.1 cascode结构分析
        5.5.2 偏置电路
    5.6 增益补偿放大器的仿真
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
在学期间取得的与学位论文相关的研究成果



本文编号：3804081