基于SiGe工艺的Ka波段收发芯片关键技术研究

发布时间：2023-12-13 18:03

　　随着有源相控阵技术在现代雷达与通信系统中的广泛应用,对相控阵系统的成本、功耗、体积都提出了越来越严苛的要求。相控阵系统的性能受制于其中的收发(T/R)组件芯片,其成本中的很大比重也是在芯片上。III-V族化合物半导体是收发芯片采用的主流工艺,具有频率高、功率大、噪声低等优点。但是其成本也高,且难以与基带芯片、数控芯片集成。Si工艺和SiGe工艺,虽然整体性能不及III-V族化合物半导体,但在成本和集成度上具有很大优势,并且SiGe工艺在频率特性上也不输于传统GaAs工艺。目前采用Si或SiGe工艺设计高集成度的相控阵片上系统,也是国内外一个发展趋势,对其展开研究非常有意义。本文基于GF 0.13um SiGe BiCMOS工艺设计了一款Ka波段(33³7GHz)的收发芯片,研究了其中的关键技术。具体工作内容如下:1.在收发芯片系统设计中,比较了各种架构,分配了单元模块指标,介绍了SiGe工艺以及探讨了各种片上隔离技术。2.设计了一个小型化的单刀双掷开关,具有3dB以内插损以及30dB左右隔离度。设计了一个全温(-55℃¹25℃)工作的5位数控...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外发展动态
    1.3 本文工作与结构安排
第二章 收发芯片系统分析设计
    2.1 架构介绍
    2.2 方案选择与指标分配
    2.3 SiGeBiCMOS工艺介绍
    2.4 片上隔离技术
    2.5 设计方法介绍
    2.6 本章小结
第三章 开关与幅相控制设计
    3.1 单刀双掷开关设计
        3.1.1 微波开关介绍
        3.1.2 单刀双掷开关设计
        3.1.3 仿真结果
    3.2 全温数控衰减器
        3.2.1 衰减器介绍
        3.2.2 全温数控衰减器设计
        3.2.3 整体设计与仿真结果
    3.3 移相器设计
    3.4 本章小结
第四章 放大器设计
    4.1 补偿放大器设计
        4.1.1 模型与分析
        4.1.2 温度特性
        4.1.3 仿真结果
    4.2 低噪声放大器设计
        4.2.1 分析与设计
        4.2.2 仿真结果
    4.3 功率放大器设计
    4.4 温补偏置电路设计
    4.5 本章小结
第五章 系统仿真与单元电路测试
    5.1 系统仿真结果
    5.2 衰减器三温测试
        5.2.1 测试环境
        5.2.2 测试结果与分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3873681