本文關(guān)鍵詞：K波段MMIC多功能放大器芯片研制

  更多相關(guān)文章： MMIC GaAs 功率放大器 微波開(kāi)關(guān)

【摘要】：微波功率放大器和微波開(kāi)關(guān)是有源相控陣?yán)走_(dá)T/R模塊中的關(guān)鍵部件。為了實(shí)現(xiàn)某相控陣?yán)走_(dá)T/R模塊小型化、輕量化和高可靠性的需求,本論文創(chuàng)新性地研制了一款K波段MMIC多功能放大器(Multi-Function Power Amplifier, MFPA)芯片。該芯片將發(fā)射通道的功率放大器和收發(fā)通道切換的微波開(kāi)關(guān)集成到一塊MMIC芯片上,從而減小了T/R模塊的尺寸、重量和成本,同時(shí)也提高了T/R模塊的可靠性。本文從微波功率放大器技術(shù)指標(biāo)和穩(wěn)定性分析原理、微波開(kāi)關(guān)原理、阻抗匹配等方面,深入研究了MMIC多功能放大器的設(shè)計(jì),形成了提升器件輸出效率、降低開(kāi)關(guān)插損等關(guān)鍵指標(biāo)的設(shè)計(jì)技術(shù),并采用0.15um GaAs pHEMT工藝實(shí)際設(shè)計(jì)了一款K波段MMIC多功能放大器芯片。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,功率放大器采用了Load Pull技術(shù)來(lái)達(dá)到最大效率和最大功率輸出,微波開(kāi)關(guān)管芯采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立仿真模型來(lái)提高仿真的準(zhǔn)確度。對(duì)芯片整體版圖進(jìn)行了聯(lián)合電磁仿真驗(yàn)證,確保了芯片在綜合指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí),其工作效率、開(kāi)關(guān)插損等關(guān)鍵指標(biāo)性能優(yōu)異。采用了基于探針臺(tái)、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的小信號(hào)測(cè)試系統(tǒng),和基于信號(hào)源、功率計(jì)的大信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)實(shí)際制作的K波段MMIC多功能放大器芯片進(jìn)行了全面電性能測(cè)試評(píng)估。測(cè)試結(jié)果表明該芯片在工作帶寬內(nèi)：發(fā)射通道能夠提供大于21dB的線性小信號(hào)增益,在2dB壓縮時(shí)輸出功率為18.7dBm,功率增益為19dB,功率附加效率為30%；接收通道插入損耗小于1.2dB,發(fā)射通道和接收通道的隔離大于20dBc。芯片實(shí)際測(cè)試性能滿足項(xiàng)目要求。
【關(guān)鍵詞】：MMIC GaAs 功率放大器 微波開(kāi)關(guān)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN958.92;TN722
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 MMIC概述10-12
• 1.2 MMIC的發(fā)展與機(jī)遇12-13
• 1.3 本論文研究背景及意義13-16
• 1.4 本論文的主要內(nèi)容16-18
• 2 多功能放大器芯片設(shè)計(jì)原理18-36
• 2.1 功率放大器原理18-26
• 2.1.1 MMIC功率放大器技術(shù)指標(biāo)18-25
• 2.1.2 穩(wěn)定性分析25-26
• 2.2 微波開(kāi)關(guān)原理26-34
• 2.2.1 開(kāi)關(guān)技術(shù)指標(biāo)26-27
• 2.2.2 開(kāi)關(guān)器件27-30
• 2.2.3 開(kāi)關(guān)類型30-34
• 2.3 本章小結(jié)34-36
• 3 多功能放大器芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)36-70
• 3.1 芯片設(shè)計(jì)需求36-37
• 3.2 芯片總體設(shè)計(jì)37-38
• 3.3 功率放大器設(shè)計(jì)38-57
• 3.3.1 放大器的功率預(yù)算38-39
• 3.3.2 直流工作點(diǎn)39-40
• 3.3.3 穩(wěn)定性改善網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)40-41
• 3.3.4 輸出級(jí)阻抗匹配電路設(shè)計(jì)41-45
• 3.3.5 中間級(jí)阻抗匹配電路設(shè)計(jì)45-49
• 3.3.6 輸入級(jí)阻抗匹配電路設(shè)計(jì)49-52
• 3.3.7 功率放大器偏置網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)52-54
• 3.3.8 功率放大器整體仿真性能54-57
• 3.4 微波開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)57-62
• 3.4.1 開(kāi)關(guān)管芯的選擇58
• 3.4.2 開(kāi)關(guān)仿真性能58-62
• 3.5 多功能放大器芯片整體仿真性能62-68
• 3.6 本章小結(jié)68-70
• 4 多功能放大器芯片測(cè)試結(jié)果70-86
• 4.1 MMIC多功能放大器芯片實(shí)物版圖70-71
• 4.2 MMIC多功能放大器芯片裝配圖71-72
• 4.3 芯片在片測(cè)試72-77
• 4.3.1 芯片在片測(cè)試系統(tǒng)的搭建與測(cè)試73-74
• 4.3.2 芯片在片測(cè)試結(jié)果分析74-77
• 4.4 芯片裝架測(cè)試77-82
• 4.4.1 夾具的組裝77-78
• 4.4.2 夾具插損的測(cè)量78-79
• 4.4.3 裝架測(cè)試系統(tǒng)的搭建與測(cè)試79-80
• 4.4.4 芯片夾具測(cè)試結(jié)果分析80-82
• 4.5 芯片環(huán)境試驗(yàn)82-84
• 4.6 芯片性能比較84
• 4.7 本章小結(jié)84-86
• 5 總結(jié)86-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)期間取得的科研成果92

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張漢三;;微波單片集成電路(MMIC)[J];半導(dǎo)體情報(bào);1990年03期

2 陳效建,毛昆純,林金庭,楊乃彬;砷化鎵微波單片集成電路(MMIC)技術(shù)進(jìn)展[J];功能材料與器件學(xué)報(bào);2000年03期

3 黃云;GaAs微波單片集成電路(MMIC)的可靠性研究[J];微電子技術(shù);2003年01期

4 肖軍鋒;Si寬帶中功率微波單片集成電路(MMIC)[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;1988年04期

5 王闖;錢蓉;孫曉瑋;;緊湊型K波段單級(jí)反饋式MMIC中功率放大器[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2006年06期

6 孫再吉;;瑞薩科技開(kāi)發(fā)SiGe功率放大器MMIC[J];半導(dǎo)體信息;2006年04期

7 曲蘭欣;用MMIC構(gòu)成的W波段振蕩源組件[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;1995年03期

8 盛柏楨;;Hittite Microwave公司研制出無(wú)引線封裝MMIC功率放大器[J];半導(dǎo)體信息;2003年02期

9 王闖;錢蓉;孫曉瑋;;K波段反饋式MMIC中功率放大器[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2007年02期

10 孫再吉;三維MMIC的進(jìn)展[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;1997年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 朱軒昂;陳效建;林金庭;;有耗匹配寬帶MMIC功放研究[A];1999年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集(上冊(cè))[C];1999年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 陸宇;3mm波MMIC功率放大器的研究[D];電子科技大學(xué);2016年

2 許靚;W波段MMIC混頻器研制[D];電子科技大學(xué);2016年

3 陳n\;K波段MMIC多功能放大器芯片研制[D];浙江大學(xué);2016年

4 孔岑;MMIC用鐵磁薄膜電感研究[D];電子科技大學(xué);2010年

5 鄧宗睿;MMIC寬帶中功率放大器的研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2012年

6 張姍姍;K波段MMIC低噪聲放大器與雙向混頻器的研究設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

7 崔亮;GaAs基MMIC寬帶功率放大器研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

8 王海龍;GaAs基MMIC功率放大器的研制[D];西安電子科技大學(xué);2015年

9 宋增超;GaAs單片微波集成電路（MMIC）失效分析和評(píng)價(jià)技術(shù)[D];北京工業(yè)大學(xué);2003年

，

本文編號(hào)：581320