Ka波段MMIC驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器芯片設(shè)計(jì).pdf

1、21世紀(jì)，無線通信行業(yè)迎來了黃金時(shí)代，傳統(tǒng)的有線通信逐漸被現(xiàn)代無線通信取代。隨著民用無線通信事業(yè)的飛速發(fā)展，低頻段的無線頻譜資源逐漸趨近于飽和。在這種背景下，民用無線通信開始轉(zhuǎn)向高頻頻段，如K、Ka波段，針對(duì)Ka波段無線通信相關(guān)技術(shù)的研究極具發(fā)展?jié)摿?。?qū)動(dòng)級(jí)放大器在Ka波段等高頻段無線通信系統(tǒng)中扮演著十分重要的角色，尤其是在雷達(dá)、衛(wèi)星等遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器可以提供合適的信號(hào)功率給末級(jí)功率放大器，促使末級(jí)功率放大器工作在良好狀態(tài)

2、，保證信號(hào)的有效發(fā)射。然而，目前針對(duì)較低頻段如 X波段的驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器的研究較多，鮮有關(guān)于Ka波段驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器的研究。因此，研制高性能的Ka波段驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器芯片對(duì)現(xiàn)代無線通信事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　本文采用0.15μm InGaAs pHEMT工藝設(shè)計(jì)制作了一款面向衛(wèi)星通信終端應(yīng)用的Ka波段MMIC（Monolithic Microwave Integrated Circuit）驅(qū)動(dòng)放大器芯片。芯片具有小尺寸、低功耗、寬頻帶的

3、優(yōu)點(diǎn)，適用于其他主流Ka波段通信系統(tǒng)。芯片采用單電源供電設(shè)計(jì)，內(nèi)部自偏置柵極-源極電壓，外部供電方便。為了實(shí)現(xiàn)較高的線性增益，芯片采用兩級(jí)級(jí)聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，裸片尺寸為1.7 mm×1.0 mm。芯片電磁仿真結(jié)果表明，在漏極電壓為3 V的條件下，在28～32 GHz內(nèi)，芯片線性增益為16.4 dB；端口回波損耗小于-10 dB；增益1 dB壓縮點(diǎn)輸出功率大于9.1 dBm；芯片飽和輸出功率大于11 dBm；芯片直流功耗小于88.5 mW。芯片

4、在常溫下的測(cè)試結(jié)果顯示，在漏極電壓為3 V的條件下，在28～32 GHz內(nèi)，芯片線性增益最大值為20 dB；增益1 dB壓縮點(diǎn)輸出功率可達(dá)11 dBm；飽和輸出功率可以達(dá)到13 dBm；芯片總直流功耗小于84.6 mW。本文對(duì)比分析了驅(qū)動(dòng)放大器芯片測(cè)試結(jié)果與電磁仿真結(jié)果，并針對(duì)其差異產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析。
　　為了將驅(qū)動(dòng)放大器芯片更好地應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目中，本文基于所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)放大器芯片設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)驅(qū)動(dòng)放大器功能模塊。常溫下模