【摘要】：隨著有源電掃陣列(AESA)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,相控陣架構(gòu)正逐漸成為現(xiàn)代雷達的主流架構(gòu)。同時,集成電路工藝方面不斷取得的新進展也為射頻功率電路與普通電路同芯片集成提供了可行的解決方案。通常一部相控陣雷達中包含數(shù)個AESA,而每個AESA又由成百上千個發(fā)射/接收組件(T/R)構(gòu)成,T/R組件的優(yōu)劣將對系統(tǒng)整體性能產(chǎn)生顯著影響。因此開發(fā)高線性度的寬帶T/R組件射頻前端,對提高相控陣雷達的性能以及可靠性具有十分重要的意義。論文對射頻前端研究現(xiàn)狀進行了綜述,分析了超外差結(jié)構(gòu)、零中頻結(jié)構(gòu)、直接數(shù)字變頻結(jié)構(gòu)及其衍生架構(gòu)等常見的射頻前端電路并對影響系統(tǒng)性能的指標(biāo)進行了介紹。在此基礎(chǔ)上提出了一種改進后的正交中頻上變頻架構(gòu),并對鏈路預(yù)算分配的方法進行了詳細闡述。基于TSMC 0.18μm RFCMOS工藝,論文設(shè)計了一款應(yīng)用于P波段及L波段(405M~2.2GHz)的全集成射頻發(fā)射前端芯片。系統(tǒng)由單雙轉(zhuǎn)換巴倫、混頻器、可變增益放大器和驅(qū)動放大器組成。中頻和本振端口的單轉(zhuǎn)雙巴倫采用了一種能夠同時實現(xiàn)噪聲和非線性消除及寬帶阻抗匹配的結(jié)構(gòu),混頻器使用了正交雙平衡吉爾伯特結(jié)構(gòu),可變增益放大器基于跨導(dǎo)可變的共源共柵結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,驅(qū)動放大器采用了具有高線性度和寬帶匹配特性的推挽結(jié)構(gòu)。后仿真結(jié)果表明,在3.3V電源電壓下,該發(fā)射前端電流消耗為94mA,版圖面積為3.0mm×2.4mm;具有可控電壓增益10dB~30dB;輸出1dB壓縮點大于10dBm;中頻大于25MHz時,噪聲系數(shù)小于8dB;中頻端口反射系數(shù)小于-20dB,本振端口和射頻端口反射系數(shù)小于-15dB。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN958.92

【參考文獻】

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本文編號：2671226