Ka波段六端口直接变频接收机前端及宽频带MMIC功放的设计

论文摘要

本课题对六端口技术的直接变频接收机前端进行了以下几个方面的研究:1.介绍了六端口直接变频接收机发展的背景,国内外研究的动态及应用,陈述了六端口直接变频接收机相较于其它类型的接收机所具有的优点,前景及挑战。2.对整个六端口直接变频接收机系统进行了系统级的仿真。仿真结果表明,基于六端口技术的直接变频接收机能够实现QPSK信号的解调。本课题同时也对PHEMT MMIC进行了研究:利用UMS（United Monolithic Semiconductor）的0.15μm PHEMT低噪声工艺线进行了一个6GHz-20GHz的单片MMIC功放芯片的设计,其芯片面积为0.92mm×1.02mm,采用了两级放大结构,第一级PHEMT栅宽为6×35μm,第二级PHEMT栅宽为8×70μm,每一级都偏置在A类工作状态。两级功放都采用负反馈技术实现优化输出和最小化失真。在整个设计频段内,小信号增益大于15 dB,增益平坦小于1dB,在20GHz的1dB压缩点为17dBm,达到了设计的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 六端口直接变频接收机介绍
• 1.1.1 六端口技术背景
• 1.1.2 国内外研究现状和发展态势
• 1.2 MMIC 宽频带功率放大器介绍
• 1.2.1 MMIC 简介
• 1.2.2 国内外研究现状及趋势
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 六端口技术及其应用
• 2.1 六端口技术
• 2.1.1 六端口理论
• 2.1.2 信号解调过程
• 2.2 六端口校准过程
• 2.2.1 四标准校准过程
• 2.2.2 六端口接收系统整体校准
• 2.2.2.1 整体校准技术原理
• 2.2.2.2 晶体管非线性的在线校准
• 2.2.2.3 六端口结校准
• 2.3 主要接收机种类介绍
• 2.3.1 超外差接收机
• 2.3.2 直接变频接收机
• 2.4 六端口技术应用
• 2.4.1 基于六端口技术的直接变频接收机
• 2.4.2 基于六端口技术的多普勒测速测距雷达接收机
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于六端口技术的直接变频接收机的系统级仿真
• 3.1 六端口结的实现
• 3.1.1 六端口结的基本原理
• 3.1.2 wilkinson 功分器的实现
• 3.1.3 分支线耦合器的设计
• 3.1.4 六端口结电路仿真
• 3.2 平方律检波器的仿真
• 3.2.1 检波器电路概述
• 3.2.2 检波器电路的分析
• 3.2.3 检波器电路的实现
• 3.3 六端口技术的直接变频接收机系统级仿真
• 3.3.1 数据流仿真及 ADS Ptolemy 简介
• 3.3.2 六端口技术的直接变频接收机系统级仿真实现
• 3.4 本章小结
• 第四章 PHEMT 工艺简介
• 4.1 MESFET 工艺介绍
• 4.2 HEMT 工艺及PHEMT 工艺
• 4.3 UMS 工艺介绍
• 4.4 本章小结
• 第五章 MMIC 功率放大器设计
• 5.1 MMIC 功率放大器
• 5.1.1 A 类放大器
• 5.1.2 B 类放大器
• 5.1.3 AB 类放大器
• 5.1.4 C 类放大器
• 5.2 功率放大器线性度指标
• out,1dB'>5.2.1 1dB 压缩点输出功率P_out,1dB
• 5.2.2 互调失真、交调失真和功放线性度
• 5.3 放大器线性化技术研究
• 5.3.1 前馈技术
• 5.3.2 预失真技术
• 5.3.3 负反馈系统
• 5.4 MMIC 功率放大器的设计步骤
• 5.5 6-20GHz 中等功率放大器的仿真实现
• 5.5.1 设计指标
• 5.5.2 电路及芯片版图的设计
• 5.5.2.1 直流偏置和栅宽的选取
• 5.5.2.2 电路仿真原理图
• 5.5.2.3 电磁修正
• 5.5.2.4 仿真结果分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 本文的贡献
• 6.2 不足与改进
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间的研究成果