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数字T/R组件收发前端的设计与研究

作　者: 江姗姗
导　师: 顾继慧；王新民
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 数字T/R组件限幅低噪放组件开关滤波功放组件多芯片组件金丝键合互连
分类号: TN957
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

数字T/R组件是数字阵列雷达的重要组成部分,而数字T/R组件的收发前端担负着射频信号的高功率放大发射和低噪声放大接收,其性能的优劣直接影响到数字T/R组件的各项关键指标,对其进行研究具有重要的意义。本文对C波段数字T/R组件的收发前端进行了研究,结合单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC)和多芯片组件(Multi-Chip Module, MCM)技术,设计及实现了C波段限幅低噪放组件和C波段开关滤波功放组件。首先,介绍了数字T/R组件相关的理论知识,包括数字阵列雷达和数字T/R组件的特点、组成和工作原理；MMIC和MCM技术的特点和优势。借助于High Frequency Structure Simulator10软件对金丝键合互连结构进行建模仿真,分析和总结了金丝键合互连对微波传输特性的影响。接着,确定了本文的总体设计思路,分析了收发通道中的主要参数。基于对限幅低噪放组件和开关滤波功放组件工作原理的研究,首先确定设计方案,选取器件型号,并借助于Advanced Design System2008软件进行S参数仿真来进一步确认所选方案和器件型号的合理性。接着,根据所选芯片的加电要求,设计电源控制电路和上电保护电路,并用Altium Designer Summer 09软件验证了上电保护电路设计的合理性。然后按照芯片装配图使用粘结和键合等工艺进行芯片组装。最后,在常温、低温和高温三种温度下对实物进行测试,测试结果基本满足指标要求。

全文目录

摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 本课题的研究背景和意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 本论文的主要工作  9-10
2 理论基础与总体思路  10-20
  2.1 数字T/R组件的组成和工作原理  10-11
  2.2 MMIC技术和MCM技术  11-12
  2.3 金丝键合互连对微波传输特性的影响  12-14
  2.4 总体思路  14-20
    2.4.1 总体框架设计  14-16
    2.4.2 参数分析  16-20
3 限幅低噪放组件的设计及实现  20-34
  3.1 指标要求  20
  3.2 方案设计和仿真  20-24
    3.2.1 方案设计  20-21
    3.2.2 器件选择  21-22
    3.2.3 S参数仿真  22-24
  3.3 电源控制电路的设计  24
  3.4 芯片组装及实物测试  24-32
    3.4.1 芯片组装  24-25
    3.4.2 实物测试  25-32
    3.4.3 测试结果分析  32
  3.5 本章小结  32-34
4 开关滤波功放组件的设计及实现  34-55
  4.1 指标要求  34
  4.2 方案设计和仿真  34-39
    4.2.1 方案设计  34-36
    4.2.2 器件选择  36-37
    4.2.3 指标验算  37
    4.2.4 S参数仿真  37-39
  4.3 电源控制电路和版图的设计及实现  39-45
    4.3.1 上电保护电路的设计  39-42
    4.3.2 含保护功能的第二级功放供电电路的设计  42-43
    4.3.3 电源控制电路和版图的实现  43-45
  4.4 芯片组装及实物测试  45-54
    4.4.1 芯片组装  45-46
    4.4.2 实物测试  46-53
    4.4.3 测试结果分析  53-54
  4.5 本章小结  54-55
5 总结与展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59

数字T/R组件收发前端的设计与研究

内容摘要

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