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超宽带单片五位数字衰减器的研究

作　者: 文星
导　师: 孙玲玲
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 单片微波集成电路(MMIC) 赝配高电子迁移率晶体管(pHEMT) 超宽带 GaAs 数字衰减器
分类号: TN715
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着科技的进步,通信系统不断更新换代,通信产品也随之不断的向小型化、低功耗、高可靠性等方向发展,而单片微波集成电路(MMIC)具有小型紧凑、稳定性好、抗干扰能力强、产品性能一致性好和批量生产成本低等优势,因而在通信市场中占据越来越重要的地位。作为系统的重要组成部分,MMIC衰减器在宽带通信、微波无线电通信、雷达以及空间通信等电子设备中有着广泛的应用。本论文主要介绍了超宽带五位MMIC数字衰减器的原理电路设计、仿真优化、版图设计、流片的在片测试及测试结果分析。文章首先介绍了MMIC技术特点以及应用,其次陈述了MMIC衰减器的发展概况和研究意义,并对工艺特点以及几种基本衰减结构进行了讨论,再次具体介绍了此超宽带衰减器的设计过程:根据具体要求,选用最优的结构,采用MOMENTUM联合仿真优化法,分别设计出1dB、2dB、4dB、8dB、16dB衰减位,再通过级联整体仿真优化设计出了所需衰减器。由于所设计的电路还进行了流片验证并使用探针台做了在片测试,因而最后还对测试结果进行了全面分析,讨论了所做工作的意义与不足。该五位MMIC数字衰减器的工作频段为5-38GHz,就作者所知,是国内见报道的同类产品中带宽最宽的。设计软件使用了ADS2006A系统,采用0.25um pHEMT工艺线实现。经流片测试,所设计衰减器性能良好,在工作频带内的衰减范围为31dB,衰减步进为1dB,具有较精确的衰减步进误差(1.0±0.4dB),小的插入损耗(<7dB)以及优良的回波损耗(>12dB),芯片尺寸仅为2.4mm×1.2mm×0.1mm,可以应用于军事电子对抗及民用通信中。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-19
  1.1 MMIC 国内外发展动态  9-11
  1.2 MMIC 的应用  11-12
  1.3 MMIC 数字衰减器的研究意义  12-13
  1.4 MMIC 数字衰减器的发展概况  13-16
  1.5 课题的主要研究内容  16-17
  1.6 课题主要技术指标  17
  1.7 课题主要技术难点  17
  1.8 文章内容安排  17-18
  1.9 本章小结  18-19
第2章 pHEMT MMIC 器件模型及工艺(Foundry)流程  19-33
  2.1 pHEMT 简介  19-22
  2.2 pHEMT 器件参数  22-23
  2.3 pHEMT 小信号等效电路模型  23-25
  2.4 无源器件模型  25-27
  2.5 MMIC 工艺技术  27-29
  2.6 芯片加工流程  29-31
  2.7 本章小结  31-33
第3章数字衰减器的基本理论  33-42
  3.1 衰减器的主要技术指标  33-34
  3.2 衰减器的基本拓扑结构  34-41
    3.2.1 T 型衰减器  35-36
    3.2.2 桥T 型衰减器  36-38
    3.2.3 π型衰减器  38-40
    3.2.4 开关式衰减器  40-41
  3.3 本章小结  41-42
第4章五位数字衰减器MMIC 设计  42-53
  4.1 1dB 位  42-44
  4.2 2dB 位  44-46
  4.3 4dB 位  46-47
  4.4 8dB 位  47-48
  4.5 电磁仿真优化  48-49
  4.6 总体结构及仿真  49-52
  4.7 本章小结  52-53
第5章五位数字衰减器的测试结果及分析  53-61
  5.1 实现工艺及实物版图  53-54
  5.2 测试结果及分析  54-60
  5.3 本章小结  60-61
第6章结论与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
附录  66

超宽带单片五位数字衰减器的研究

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