6-10GHz單片集成正交混頻器的研究.pdf

1、隨著微波電路和半導(dǎo)體工藝的不斷發(fā)展，小型化和高度集成化已經(jīng)成為了現(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。單片微波集成電路由于具有小體積、量產(chǎn)成本低及高穩(wěn)定性等特點(diǎn)而成為了研究熱點(diǎn)，在軍用領(lǐng)域和民用領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛?；祛l器作為MMIC研究中主要的部件，具有重要的研究意義。有效的抑制鏡像信號(hào)一直是單邊帶無線電系統(tǒng)的一個(gè)研究重點(diǎn)，作為鏡像抑制混頻器的一種，正交混頻器能十分有效的抑制鏡像信號(hào)，其性能好壞對(duì)通信系統(tǒng)的影響非常大。
　　利用集總正交耦合器

2、代替?zhèn)鹘y(tǒng)的Lange電橋，使得芯片的面積大大減小。通過對(duì)集總正交耦合器工作原理的分析，采用奇偶模激勵(lì)法深入的分析了其單級(jí)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行級(jí)聯(lián)，得到了適用的兩級(jí)結(jié)構(gòu)，基于此設(shè)計(jì)出的正交耦合器具有良好的幅度和相位平衡度，使得正交混頻器的鏡像抑制能力得到了大幅度提升?；祛l單元采用雙平衡結(jié)構(gòu)，提高了電路的隔離度以及增加了帶寬。在巴倫的設(shè)計(jì)中，采用螺旋巴倫代替?zhèn)鹘y(tǒng)的Marchand巴倫。針對(duì)雙平衡混頻器難以實(shí)現(xiàn)輸入端口寬帶匹配的缺點(diǎn)，在巴倫

3、的兩個(gè)初級(jí)線圈增加一個(gè)并聯(lián)電容及一個(gè)串聯(lián)到地的電容，構(gòu)成了一個(gè)T型網(wǎng)絡(luò)。采用該種結(jié)構(gòu)的巴倫能夠代替LC匹配電路，并且實(shí)現(xiàn)寬帶匹配。采用WIN0.15μm GaAs pHEMT工藝設(shè)計(jì)了一款6-10GHz正交混頻器芯片，芯片面積為1.5×1.15mm2。測(cè)試結(jié)果表明，在6-10GHz寬頻帶內(nèi)混頻器的變頻損耗典型值為7dB，鏡像抑制度典型值為30dB，本振端口到射頻端口的隔離度典型值為36dB，本振端口到中頻端口的隔離度典型值為20dB，射