近年來,隨著衛(wèi)星通信、移動通信以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們對無線通信系統(tǒng)的容量和傳輸速率的要求不斷提高。無線電頻譜的低端頻段已無法滿足現(xiàn)代通信的需求,因而研究高速率、寬頻帶的微波/毫米波通信系統(tǒng)已成為學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點。收發(fā)機前端電路是無線通信系統(tǒng)的重要組成部分,包括天線、低噪聲放大器、功率放大器、混頻器、開關(guān)等功能模塊。目前基于CMOS工藝設(shè)計實現(xiàn)的微波/毫米波前端電路因其具有價格低、集成度高等優(yōu)點而得到大家的青睞,具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,CMOS電路存在襯底損耗大以及性能易受工藝參數(shù)、供電電源、環(huán)境溫度等因素變化的影響（PVT,Process-Voltage-Tempreture）等問題,這對微波/毫米波前端電路的元器件模型和優(yōu)化設(shè)計方法提出新的要求和挑戰(zhàn)。本論文圍繞這些問題,從元器件建模技術(shù)與電路架構(gòu)兩方面展開研究。論文深入研究了片上傳輸線和晶體管的精確建模方法,針對PVT波動設(shè)計了自愈合功率放大器,針對CMOS襯底損耗大而設(shè)計了低損單刀雙擲開關(guān)（SPDT,Single-Pole Double-Throw）、片上天線等前端關(guān)鍵模塊。具體的工作與創(chuàng)新體現(xiàn)如下:1)針對微... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)展趨勢??

?圖１．２收發(fā)機的一般結(jié)構(gòu)框圖??收發(fā)機是構(gòu)成無線通信系統(tǒng)的重要沮成部分，它的一般結(jié)構(gòu)如圖１．２所示。收發(fā)機前??端是指從天線到完成第一次頻率變換所需要的電路，包括天線、低噪聲放大器、功率放大??器、混頻器、開關(guān)等功能棋挾。因此，研究構(gòu)成微波毫米波收發(fā)機的各個關(guān)鍵功能模塊就??變得相當(dāng)緊迫和實用，對于各國在未來搶占高速、超高速通信頻段也有著巨大的戰(zhàn)略意義。??１．２國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??１．２．１傳輸線建模技術(shù)??傳輸線作為微波／毫米波集成電路中最基本的無源器件，廣泛應(yīng)用于電路設(shè)計中，實??現(xiàn)連接線、電感、電容等功能。在毫米波頻段，共面波導(dǎo)傳輸線比傳統(tǒng)的微帶線具有更多??優(yōu)點：由于信號線和地線都在同一平面，可Ｗ避免打孔和繞行，從而避免引入額外的寄生，??而且加工簡單；信號線兩邊的地平面可Ｗ減小高頻時的福射損耗；通過調(diào)整間距可Ｗ靈活??２??

２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４日化０?１８０?２００?２２０?２仙??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｅ?化Ｈｚ）??圖１．４近些年ＣＭＯＳ功率放大器的飽和功率情況??２００７年，來自多倫多大學(xué)的Ｔｅｒｒｙ?Ｙａｏ等人研究了?６０?ＧＨｚ的ＣＭＯＳ功率放大器設(shè)計??方法１４４１。該團隊深入研究了?ＭＯＳ管最小噪聲系數(shù)、截止頻率、最大振蕩頻率與柵漏上的??偏置電壓關(guān)系，進而給出了根據(jù)漏極電流密度選�。停希庸茏顑�(yōu)尺寸的方法。在９０?ｎｍ??ＣＭＯＳ工藝下，當(dāng)漏極電流密度接近０．２ｍＡ４ｉｍ時，ＭＯＳ管的最小噪聲系數(shù)在達到最小??的同時，截止頻率最大。并設(shè)計了一款６０?ＧＨｚ?ＣＭＯＳ功率放大器，其增益為５．２?ｄＢ，飽??和輸出功率這到９．３?ｄＢｍ。該放大器的設(shè)計方法對毫米波ＣＭＯＳ放大器的設(shè)計具有極其重??要的參考作用。??２０１０年，美國加利福尼亞大學(xué)大學(xué)的Ｍ．Ｓｅｏ與來自舊Ｍ的Ｂ．Ｊａｇａｎｎａｔｈａｎ、意法半導(dǎo)??體公司的Ｊ．Ｐｅｋａｒｉｋ等人一起在舊ＥＥ?ＪＳＳＣ上發(fā)了一款１５０?ＧＨｚ的基于６５?ｎｍ?ＣＭＯＳ功率??８??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高速無線通信技術(shù)研究綜述[J]. 林長星,張健,邵貝貝.  信息與電子工程. 2012(04)
[2]單片毫米波CMOS集成電路技術(shù)發(fā)展動態(tài)[J]. 彭洋洋,吳文光,王肖瑩,隋文泉.  微電子學(xué). 2009(05)

博士論文
[1]CMOS寬帶分數(shù)分頻頻率綜合器的研究與設(shè)計[D]. 樓立恒.浙江大學(xué) 2013

碩士論文
[1]射頻/微波功率晶體管非線性參數(shù)化表征與建模[D]. 李玉鋒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3011969