發(fā)布時(shí)間：2021-04-12 22:54

　　隨著無線通信對(duì)高數(shù)據(jù)速率傳輸能力的迫切需求,高頻和超寬帶技術(shù)受到越來越廣泛的關(guān)注,單片微波集成電路（MMIC）技術(shù)由于其在微波頻率下具有優(yōu)異的噪聲和功率特性,有助于實(shí)現(xiàn)高性能電路。在收發(fā)機(jī)的不同模塊中,低噪聲放大器（LNA）是關(guān)鍵組件之一,它用于放大接收的射頻（RF）信號(hào)。同時(shí),LNA也是大多數(shù)接收機(jī)鏈路中的第一個(gè)模塊,這使得LNA更容易受到高功率輸入信號(hào)的干擾和損壞。因此,使用限幅器來保護(hù)LNA和接收機(jī)鏈路。此外,LNA和接收機(jī)鏈的小信號(hào)操作不應(yīng)受限幅器插入的影響。因此,限幅器的小信號(hào)插入損耗必須盡可能小,以最小化其對(duì)總噪聲系數(shù)（NF）和接收機(jī)增益的影響。本文研究了超寬帶CMOS限幅低噪聲放大器的設(shè)計(jì),提出了完整設(shè)計(jì)流程。主要工作內(nèi)容如下:（1）超寬帶限幅器電路設(shè)計(jì):通過對(duì)微帶線理論、匹配網(wǎng)絡(luò)、限幅器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析,根據(jù)PIN二極管限幅器的工作特性,研究了 PIN二極管不同參數(shù)對(duì)限幅器性能的影響。探討了級(jí)聯(lián)限幅器的級(jí)數(shù)對(duì)限幅器性能的影響,最終確定了四級(jí)級(jí)聯(lián)的基于PIN二極管限幅器的電路結(jié)構(gòu),并進(jìn)行了仿真測試。此外,提出了一種新的基于MOS管的限幅器,以增加其功率處理能力。（2）超寬帶... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１射頻通信系統(tǒng)框圖??Ｆｉｇｕｒｅ】－１?ＲＦ?ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｉａｇｒａｍ??

２００２年，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（ＦＣＣ）規(guī)定，在傳輸過程中大于５００ＭＨｚ的帶寬??或者相對(duì)寬帶高于２０％的通信系統(tǒng)，稱為ＵＷＢ系統(tǒng)。同時(shí)規(guī)定ＵＷＢ系統(tǒng)所使用??頻帶范圍為３．１－１０．６ＧＨｚ［８］。如圖１－３所示，該系統(tǒng)與其它技術(shù)產(chǎn)品存在相同頻率??重疊和相鄰頻率的干擾問題。為解決通信中的信號(hào)干擾問題，目前各方也提出了??多種解決技術(shù)。??ｍ?ｔ?離爐，無線??ｐｒｓ?電話，藍(lán)牙??＾?８０２．?ｌｉｂ?８０２．?１１ａ??ｏｍｅＲＦ??ＧＰＳ圖??１．０?１．６?１．９?２．４?３．?１?４?５?６?７?８?９?１０．６??頻率（ＧＨｚ）??圖１－３?ＵＷＢ頻譜與其它無線信號(hào)頻譜的關(guān)系??Ｆｉｇｕｒｅｌ－３?Ｔｈｅ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ?ｔｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｏｆ?ＵＷＢ?ａｎｄ?ｏｔｈｅｒ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｓｉｇｎａｌ??表１－１所示列舉了一部分ＲＦ不同頻段的應(yīng)用。而超寬帶技術(shù)的應(yīng)用很大程度??上減少頻譜資源浪費(fèi)問題。??２??

?北京交通大碩士學(xué)位論文???２０１６?年在?ＩＥＥＥ?Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ?ｏｎ?Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ?Ｔｈｅｏｒｙ?ａｎｄ?Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ?期刊中，Ｐａｒｉｓａ??Ｍａｈｍｏｕｄｉｄａｒｙａｎ和Ａｌｉ?Ｍｅｄｉ發(fā)表的文章提出了一種基于反并聯(lián)肖特基二極管的集??成限幅器和ＬＮＡ的聯(lián)合設(shè)計(jì)［２３］。基于Ｏ．ｌｕｍ?ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ?ｐＨＥＭＴ工藝，采用??基于二極管限幅器和低噪聲放大器的集成設(shè)計(jì)。測量結(jié)果表明，基于二極管的限??幅低噪聲放大器的集成設(shè)計(jì)可以耐受高達(dá)２Ｗ連續(xù)波輸入功率，測量的平均增益??和噪聲系數(shù)（ＮＦ，?Ｎｏｉｓｅ?Ｆｉｇｕｒｅ）在２８－３９ＧＨＺ頻率范圍內(nèi)分別為２１ｄＢ和２．３ｄＢ。??２０１８年１２月在《半導(dǎo)體技術(shù)》期刊中，中電十三所設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ＰＩＮ二極??管限幅器和ＬＮＡ的一體化設(shè)計(jì)［２４］，所設(shè)計(jì)的芯片尺寸為３．３ｍｍｘ２．０ｍｍｘ〇．〇７ｍｍ。??測試結(jié)果表明，在３２？３８ＧＨｚ頻率范圍內(nèi)，靜態(tài)工作電流為２０?ｍＡ，ＮＦ低于３．ｌｄＢ，??增益高于１８ｄＢ，芯片在７０°Ｃ環(huán)境下，能夠耐受２Ｗ脈沖功率。??目前國內(nèi)外均主要采用混合集成方式，即通過將限幅器和低噪聲放大器通過??級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)連接，來設(shè)計(jì)限幅低噪聲放大器。在技術(shù)上，主要分為如圖１－４所示??的采用單路結(jié)構(gòu)和如圖１－５所示的由兩路限幅器和低噪聲放大器，通過級(jí)聯(lián)通路實(shí)??現(xiàn)的平衡式結(jié)構(gòu)［２５］。??


本文編號(hào)：3134125