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X波段单片集成宽带正交混频器芯片设计

作　者: 刘赛尔
导　师: 隋文泉；冉文泉
学　校: 浙江大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: MMIC SiGe BiCMOS 正交混频器正交耦合器 Balun 阻性环形混频器差分放大器
分类号: TN773
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,伴随着半导体工艺的不断进步和设计水平的不断提高,通信系统越来越趋向于小型化和集成化,片上系统(System On Chip, SOC)已成为业界焦点。因此,SiGe BiCMOS单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC)逐渐成为了研究的热点。正交混频器是通信系统中的一个核心模块,它的性能影响着整个通信系统的性能。本论文深入地分析和研究了正交混频器的工作原理,并在此基础上采用JAZZ 0.18μm SiGe BiCMOS工艺设计了一个X波段单片集成宽带正交混频器,其中关键子模块正交耦合器实现了流片。这为以后的X波段通信系统小型化和集成化打下了一定的技术基础。本论文先介绍了单片集成宽带正交混频器的国内外研究现状,其次简单介绍了JAZZ 0.18μum SiGe BiCMOS工艺库中的常用器件及其模型,然后讲述了混频器的一般工作原理、主要性能指标以及正交混频器的镜像抑制原理,最后详细介绍了X波段单片集成宽带正交混频器各个子模块的具体设计和整体电路的仿真结果。本论文所设计的正交混频器在8～12GHz宽频带内实现了大于-9dB的平坦增益和大于30dB的镜像抑制度,射频口和本振口的回波损耗均小于-8dB,射频口和本振口之间的隔离度大于45dB,输入1dB压缩点大于15dBm,输入三阶交调点大于23dBm,中频输出IQ幅度平衡度小于±0.2dB,中频输出IQ相位平衡度小于±2.3°。

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