GaAs寬帶混頻器單片集成電路的研究.pdf

1、混頻器是微波電路與系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。隨著通信與電子系統(tǒng)寬頻帶、小型化和集成化的快速發(fā)展，性能良好的微波集成寬帶混頻器成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。本文基于GaAs工藝，通過(guò)理論分析、參數(shù)化建模、聯(lián)合仿真優(yōu)化，迭代改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了能夠覆蓋2～18 GHz的寬帶無(wú)源雙平衡混頻器單片集成電路。論文的主要工作如下:
　　1)基于Win的GaAs PD25工藝，采用全波電磁仿真，針對(duì)以螺旋線變壓器為代表的無(wú)源器件建立了尺寸可變的參數(shù)化等

2、效電路模型，以提高設(shè)計(jì)效率。
　　2)利用奇偶模分析法對(duì)理想巴倫需要滿足的幅度平衡和相位平衡條件進(jìn)行了詳細(xì)的分析，得出了相關(guān)的限制條件，用于巴倫的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
　　3)設(shè)計(jì)了一款寬帶Marchand巴倫芯片并總結(jié)了其設(shè)計(jì)流程。根據(jù)奇偶模分析得到的限制條件，通過(guò)在巴倫的中央加一段開路支節(jié)提高其性能。所設(shè)計(jì)的寬帶巴倫在4～24 GHz內(nèi)幅度平衡可以保持在1.5dB以內(nèi)，在2～22 GHz內(nèi)相位平衡可以保持在10度以內(nèi)。仿真與測(cè)試結(jié)

3、果基本一致，驗(yàn)證了相關(guān)結(jié)論。
　　4)總結(jié)了無(wú)源混頻器的設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)了三款寬帶無(wú)源雙平衡混頻器芯片。在傳統(tǒng)寬帶無(wú)源雙平衡混頻器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，用雙混頻環(huán)結(jié)構(gòu)拓展了混頻器的帶寬，用新型中頻提取結(jié)構(gòu)改善了變頻損耗的帶內(nèi)波動(dòng)和射頻到中頻端的隔離度?；祛l器帶寬為2～18 GHz，變頻損耗小于10dB且?guī)?nèi)波動(dòng)小，本振到中頻的隔離度在15dB以上，射頻到中頻端的隔離度在15dB以上，本振到射頻端的隔離度在25dB以上。測(cè)試結(jié)果與目前國(guó)際上先