混頻多功能芯片的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在數(shù)字電路被芯片化、集成化改進(jìn)的日漸成熟的同時(shí)，射頻電路也向著小型化、芯片化的方向不斷地發(fā)展，逐漸由無線收發(fā)（T/R）組件向著單片微波集成電路（MMIC）技術(shù)逐漸演變，芯片的整體尺寸日趨縮小，性能卻在此過程中不斷突飛猛進(jìn)，這種轉(zhuǎn)變帶來的不僅僅是系統(tǒng)尺寸由組件向芯片的穩(wěn)步過渡，更是整體功能由分立元件向混合信號(hào)系統(tǒng)的不斷飛躍，對(duì)于人類技術(shù)的發(fā)展與革新起到日益重要的作用。構(gòu)成T/R模塊的眾多分立元件當(dāng)中，功率放大器與混頻器是影響T/R模塊的核

2、心零部件，直接影響T/R模塊的靈敏度和最低信噪比，其性能指標(biāo)日益變?yōu)楝F(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵，反映了一個(gè)國(guó)家雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展水平。
　　對(duì)相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中MMIC的仿真設(shè)計(jì)與測(cè)試方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究，設(shè)計(jì)芯片主體為 C波段（4-8GHz）無源雙平衡混頻器，其本振端口集成具有20dB增益的驅(qū)動(dòng)放大器，射頻端口集成增益為16dB的雙向放大器，多功能芯片可同時(shí)實(shí)現(xiàn)上變頻及下變頻的使用要求。在對(duì)射頻電路設(shè)計(jì)的基本理論做過細(xì)致研究之后，采用ADS軟

3、件首先對(duì)各分立元件進(jìn)行原理圖以及版圖仿真設(shè)計(jì)，不斷調(diào)整各部分的參數(shù)以優(yōu)化性能指標(biāo)，在確定性能滿足要求之后對(duì)芯片中各組成部分進(jìn)行集成以完成混頻多功能芯片的仿真設(shè)計(jì)，系統(tǒng)仿真結(jié)果變頻增益大于8dB且具有較好的頻帶內(nèi)平坦度，端口回波損耗優(yōu)于-10dB，端口間隔離度特性良好，滿足設(shè)計(jì)前設(shè)定的指標(biāo)要求，符合實(shí)際工程使用中的要求。
　　設(shè)計(jì)版圖采用中電集團(tuán)13所ED0.25μm PHEMT工藝線完成設(shè)計(jì)電路的流片處理，對(duì)晶圓片使用Cascad

4、e公司生產(chǎn)的探針臺(tái)以及安捷倫公司的四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀做晶圓片的裸片探針測(cè)試。對(duì)比測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果并對(duì)整體結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄與分析，對(duì)性能指標(biāo)進(jìn)行一定的研究，除個(gè)別性能指標(biāo)出現(xiàn)稍許偏離仿真結(jié)果外，芯片整體性能滿足使用要求及設(shè)計(jì)預(yù)期，能夠達(dá)到工程應(yīng)用的通用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品級(jí)芯片的性能要求，繼而對(duì)芯片尺寸做壓縮處理以滿足實(shí)際封裝使用時(shí)面臨的尺寸要求，對(duì)改版后的芯片再次流片并測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明芯片性能指標(biāo)在芯片尺寸壓縮后出現(xiàn)一定惡化，但仍處于實(shí)