伴隨著無(wú)線技術(shù)的高速發(fā)展,射頻毫米波頻段的應(yīng)用不斷涌現(xiàn),展現(xiàn)了巨大的市場(chǎng)潛力,因此在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界都獲得了巨大的關(guān)注。為了順應(yīng)系統(tǒng)小型化和集成化的發(fā)展趨勢(shì),射頻毫米波集成電路,特別是采用低成本的硅基電路,是目前的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)射頻毫米波收發(fā)機(jī)前端及其頻率變換電路(混頻器和倍頻器)開展了深入的研究。主要研究?jī)?nèi)容分為以下四個(gè)部分:(一)高線性度寬帶上混頻器研究。為了改善傳統(tǒng)上混頻器的中頻帶寬和線性度性能,提出了一種結(jié)合共源級(jí)和共柵級(jí)結(jié)構(gòu)的雙路跨導(dǎo)級(jí)技術(shù),并分析了其對(duì)于線性度和中頻阻抗的提高作用。此外,還提出了一種基于變壓器的四階諧振電路實(shí)現(xiàn)寬帶阻抗匹配�；谝陨霞夹g(shù),采用65nm CMOS工藝設(shè)計(jì)了一款E波段上混頻器,實(shí)現(xiàn)了18GHz和23GHz中頻和射頻帶寬,以及2.14dBm的IP_1dB;同時(shí),也設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用于5G通信的上混頻器,實(shí)現(xiàn)了5.5GHz和16GHz的中頻和射頻帶寬,以及0.42dBm的OP_1dB。相對(duì)于近年來其他工作,該兩款混頻器均實(shí)現(xiàn)較優(yōu)異的射頻、中頻帶寬和較好的線性度。(二)毫米波高效率寬帶二倍頻器研究。為了提高毫米波倍頻...

【文章頁(yè)數(shù)】：135 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要英文縮略表
第一章 緒論
    1.1 射頻毫米波收發(fā)前端集成電路研究的背景和意義
        1.1.1 射頻毫米波混頻器研究背景和意義
        1.1.2 射頻毫米波倍頻器研究背景和意義
    1.2 射頻毫米波收發(fā)前端集成電路國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
        1.2.1 射頻毫米波收發(fā)前端國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)
        1.2.2 射頻毫米波混頻器發(fā)展動(dòng)態(tài)
        1.2.3 射頻毫米波倍頻器國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)
    1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 毫米波高線性度寬帶上混頻器研究與設(shè)計(jì)
    2.1 傳統(tǒng)Gilbert上混頻器技術(shù)分析
        2.1.1 線性度和轉(zhuǎn)換增益分析
        2.1.2 中頻帶寬分析
    2.2 提出的改進(jìn)結(jié)構(gòu)
        2.2.1 提升線性度分析
        2.2.2 提升中頻帶寬分析
    2.3 基于TPTS結(jié)構(gòu)的E波段上混頻器設(shè)計(jì)
        2.3.1 測(cè)試系統(tǒng)搭建
        2.3.2 E波段上混頻器測(cè)試結(jié)果
        2.3.3 上混頻器性能對(duì)比
    2.4 應(yīng)用于5G通信的上混頻器設(shè)計(jì)
        2.4.1 基于變壓器結(jié)構(gòu)的四階諧振器設(shè)計(jì)
        2.4.2 測(cè)試結(jié)果
        2.4.3 混頻器性能對(duì)比
    2.5 本章小結(jié)
第三章 毫米波高效率寬帶二倍頻器研究與設(shè)計(jì)
    3.1 倍頻器工作機(jī)理
        3.1.1 倍頻器的分類
        3.1.2 場(chǎng)效應(yīng)管倍頻器工作原理
    3.2 高效率寬帶二倍頻器設(shè)計(jì)
        3.2.1 輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)
        3.2.2 基于變壓器結(jié)構(gòu)的G_m提升技術(shù)
    3.3 測(cè)試與分析
        3.3.1 測(cè)試平臺(tái)搭建
        3.3.2 測(cè)試結(jié)果
        3.3.3 二倍頻器性能對(duì)比
    3.4 本章小結(jié)
第四章 K波段超寬帶三倍頻器研究與設(shè)計(jì)
    4.1 倍頻器主要技術(shù)
    4.2 傳統(tǒng)自混頻三倍頻器電路分析
    4.3 提出的TSM-PI結(jié)構(gòu)自混頻三倍頻器電路分析
    4.4 TSM-PI三倍頻器電路實(shí)現(xiàn)
    4.5 測(cè)試與分析
        4.5.1 測(cè)試結(jié)果
        4.5.2 三倍頻器性能對(duì)比
    4.6 本章小結(jié)
第五章 應(yīng)用于5G通信的39GHz多通道收發(fā)機(jī)研究與設(shè)計(jì)
    5.1 5G系統(tǒng)架構(gòu)分析
    5.2 鏈路分析及CMOS芯片系統(tǒng)方案
        5.2.1 鏈路分析
        5.2.2 CMOS芯片系統(tǒng)方案結(jié)構(gòu)
    5.3 39GHz高性能封裝設(shè)計(jì)
        5.3.1 信號(hào)帶狀線和垂直過渡通孔設(shè)計(jì)
        5.3.2 金絲鍵合過渡設(shè)計(jì)
    5.4 39GHz收發(fā)機(jī)電路模塊設(shè)計(jì)
        5.4.1 發(fā)射通道——射頻/中頻上混頻器設(shè)計(jì)
        5.4.2 發(fā)射通道——衰減器設(shè)計(jì)
        5.4.3 發(fā)射通道——功率放大器設(shè)計(jì)
        5.4.4 接收通道——低噪聲放大器設(shè)計(jì)
        5.4.5 接收通道——射頻/中頻下混頻器設(shè)計(jì)
        5.4.6 接收通道——中頻放大器設(shè)計(jì)
        5.4.7 本振鏈路設(shè)計(jì)
    5.5 測(cè)試與分析
        5.5.1 測(cè)試系統(tǒng)搭建
        5.5.2 收發(fā)機(jī)芯片測(cè)試數(shù)據(jù)
        5.5.3 39GHz多波束MIMO通信樣機(jī)
        5.5.4 收發(fā)前端芯片性能對(duì)比
    5.6 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3764120