应用于P波段及L波段的射频发射前端电路设计

发布时间：2020-05-19 17:24

【摘要】：随着有源电扫阵列(AESA)技术的不断发展和成熟,相控阵架构正逐渐成为现代雷达的主流架构。同时,集成电路工艺方面不断取得的新进展也为射频功率电路与普通电路同芯片集成提供了可行的解决方案。通常一部相控阵雷达中包含数个AESA,而每个AESA又由成百上千个发射/接收组件(T/R)构成,T/R组件的优劣将对系统整体性能产生显著影响。因此开发高线性度的宽带T/R组件射频前端,对提高相控阵雷达的性能以及可靠性具有十分重要的意义。论文对射频前端研究现状进行了综述,分析了超外差结构、零中频结构、直接数字变频结构及其衍生架构等常见的射频前端电路并对影响系统性能的指标进行了介绍。在此基础上提出了一种改进后的正交中频上变频架构,并对链路预算分配的方法进行了详细阐述。基于TSMC 0.18μm RFCMOS工艺,论文设计了一款应用于P波段及L波段(405M~2.2GHz)的全集成射频发射前端芯片。系统由单双转换巴伦、混频器、可变增益放大器和驱动放大器组成。中频和本振端口的单转双巴伦采用了一种能够同时实现噪声和非线性消除及宽带阻抗匹配的结构,混频器使用了正交双平衡吉尔伯特结构,可变增益放大器基于跨导可变的共源共栅结构进行设计,驱动放大器采用了具有高线性度和宽带匹配特性的推挽结构。后仿真结果表明,在3.3V电源电压下,该发射前端电流消耗为94mA,版图面积为3.0mm×2.4mm;具有可控电压增益10dB~30dB;输出1dB压缩点大于10dBm;中频大于25MHz时,噪声系数小于8dB;中频端口反射系数小于-20dB,本振端口和射频端口反射系数小于-15dB。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN958.92

【参考文献】

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本文编号：2671226