基于有源电感的延时线设计

发布时间：2021-01-27 15:14

　　相控阵天线技术广泛运用于雷达通信领域,为了得到更远距离和更宽广的空间的扫描角度,传统的移相器无法使用。以实时延迟为基础的时控阵技术具有更好的分辨率是因为具有更高的带宽,这样具有更加精确地相移分辨率。而目前所提出的实时延迟技术,大多采用人工传输线的结构,大量使用电感。本文探索利用有源模拟电路结构,实现超宽带的实时延迟。整体电路设计包括四个部分,有源延时单元设计、开关阵列电路设计、数字控制电路设计以及匹配电路设计。有源延时单元构成延时线的主体以替代传统LC网络,采用有源电感,优化芯片设计面积。开关阵列电路设计为一种路径选择器,受数字信号控制,通过改变外部数字信号改变延时输出。此外开关选择电路与有源延时单元组合,使得两者电路之间的延时非线性相互抵消,以增加延时的平坦度。并且两者都采用电感峰化技术,以拓展带宽。整体电路具有小面积、大范围、集成度高、工作频带宽的优点。采用TSMC65nm CMOS工艺,设计了一种基于有源电感的模拟延迟线,芯片面积为343×400μm2。后仿真结果表明,TT、SS、FF工艺角下延时线延迟变化范围分别为18ps-54ps、21.6ps-67.6ps、14.6ps-4... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与设计要求
    1.4 论文组织结构
第2章 模拟延迟线基本理论
    2.1 概述
        2.1.1 基本概念
        2.1.2 延迟移相原理
    2.2 延迟单元分类
        2.2.1 无源延迟单元
        2.2.2 有源延迟单元
    2.3 模拟延迟线主要技术指标
    2.4 本章小结
第3章 基于有源电感延时线设计
    3.1 概述
    3.2 模拟实时延迟线的结构
    3.3 基于有源电感的实时延迟线
        3.3.1 连续可调节延迟线的技术难题
        3.3.2 连续可调节延时线的技术实现的可能性
        3.3.3 模拟实时延迟线整体框图
    3.4 基于有源延迟单元延迟线原型
    3.5 有源延迟单元设计
        3.5.1 全通有源延迟单元
        3.5.2 宽带有源延迟单元设计
    3.6 路径选择开关放大器设计
        3.6.1 路径选择开关设计
        3.6.2 开关放大器设计
    3.7 平面电感设计
    3.8 数字控制单元的设计
    3.9 匹配电路的设计
    3.10 本章小结
第4章 版图设计与后仿真
    4.1 概述
    4.2 版图设计步骤
    4.3 版图设计中的注意事项
        4.3.1 版图的寄生和干扰
        4.3.2 天线效应
        4.3.3 闩锁效应
    4.4 模拟延迟线的版图设计
    4.5 模拟延迟线的后仿真
        4.5.1 群延迟
        4.5.2 输入输出匹配
        4.5.3 增益
        4.5.4 隔离度
        4.5.5 瞬态仿真
        4.5.6 仿真结果综合
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hermite插值滤波器的直接延时补偿超宽带波束形成技术研究[J]. 杜强,宋耀良,曹晓健.  雷达学报. 2013(03)
[2]UWB脉冲信号的时域波束形成方法[J]. 王敏,吴顺君,杨淑媛.  电波科学学报. 2006(02)

硕士论文
[1]相控阵雷达多波束形成技术研究[D]. 曾祥东.电子科技大学 2015
[2]用于相控阵天线的光纤延迟系统的性能分析与设计实现[D]. 刘娟.浙江大学 2006
[3]光控相控阵天线系统[D]. 官伟.哈尔滨工程大学 2005
[4]X波段五位数字单片移相器研制[D]. 申华军.河北工业大学 2003



本文编号：3003272