三毫米矢量調(diào)制器研究.pdf

1、載波直接調(diào)制技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱門領(lǐng)域之一,矢量調(diào)制器作為該技術(shù)的典型應(yīng)用受到越來(lái)越多的重視。國(guó)外對(duì)矢量調(diào)制器的研究已有20年之久,現(xiàn)已達(dá)到成熟階段,并已應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)、雷達(dá)對(duì)消系統(tǒng)、相控陣天線中。而國(guó)內(nèi)在近幾年才開(kāi)展了對(duì)矢量調(diào)制器的研究,由于加工工藝的限制,產(chǎn)品在較高頻段尚沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。本文對(duì)矢量調(diào)制器進(jìn)行了研究,并借助臺(tái)灣WIN公司的MMIC工藝線設(shè)計(jì)了一款工作于W波段的平衡I-Q矢量調(diào)制器單片,之后又進(jìn)行了矢量調(diào)制器的

2、模塊化設(shè)計(jì)。由于W波段的矢量調(diào)制器在國(guó)內(nèi)鮮有報(bào)道,因此本文的研究對(duì)該領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展具有重大的參考價(jià)值。
　　本文首先介紹了平衡 I-Q矢量調(diào)制器與其他常見(jiàn)類型的矢量調(diào)制器相比所具有的優(yōu)勢(shì),并分析了其工作原理。之后采用0.15μm GaAs PHEMT工藝線設(shè)計(jì)了一款工作于W波段的平衡I-Q矢量調(diào)制器單片。文中詳細(xì)介紹了其設(shè)計(jì)過(guò)程,包括正交耦合器和同相合路器的選取以及MMIC設(shè)計(jì)中的一些注意事項(xiàng),并結(jié)合電磁仿真軟件ADS和HFSS完

3、成了平衡雙相幅度調(diào)制器單片和平衡矢量調(diào)制器單片的版圖設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn),采用端口特性阻抗為50歐姆的Lange耦合器所制成的平衡雙相幅度調(diào)制器動(dòng)態(tài)范圍較小,我們通過(guò)將該處的 Lange耦合器的端口特性阻抗提高至70歐姆,實(shí)現(xiàn)了平衡雙相幅度調(diào)制器動(dòng)態(tài)范圍的增加,同時(shí)也使得最終的芯片版圖面積更小。仿真結(jié)果顯示,平衡雙相幅度調(diào)制器的幅度衰減量從9dB到40dB,并實(shí)現(xiàn)了雙相調(diào)制,相位誤差小于2°,輸入輸出端口回波損耗在整個(gè)W波段內(nèi)都大

4、于14dB,單片尺寸為1.4mm×0.7mm;平衡矢量調(diào)制器的最小插入損耗為11dB,最小全相插入損耗為15dB,并實(shí)現(xiàn)了整個(gè)360°相位的變化,在整個(gè)W波段內(nèi),輸入輸出端口回波損耗均大于14dB,該仿真結(jié)果已達(dá)到了較好的水平,單片尺寸為1.9mm×1.3mm。由于該矢量調(diào)制器單片尚未投送流片,本文又利用現(xiàn)有的W波段平衡雙相幅度調(diào)制器單片,采用混合集成的方式設(shè)計(jì)了矢量調(diào)制器模塊。最后對(duì)該模塊進(jìn)行了加工、裝配和測(cè)試,分析了其測(cè)試結(jié)果并提出