王强[1]2001年在《叁维空间微波毫米波集成电路的仿真研究》文中研究表明随着信息技术的发展，基于平面电路工艺的微波、毫米波集成电路已发展到它的极限，进一步减小电路体积、提高芯片性能价格比，可以采用叁维空间集成技术。叁维空间微波、毫米波集成电路可预见的商业应用领域遍及各种无线应用场合，包括移动通信、卫星通信、无线缆电视、无线局域网和车载雷达等。有关叁维空间微波、毫米波集成电路的设计技术、分析方法、仿真程序、优化技术以及工艺技术等的研究是近来微波电路的研究热点。本文从电路设计和仿真优化两个方面对叁维空间微波、毫米波集成电路进行了研究。 本文基于准静态直线法，提出一种计算叁维空间微波、毫米波集成电路典型结构——有限金属厚度分层多导体结构准静态参数的简便方法，从微带线准静态模的角度阐明了该法的合理性，通过大量计算比较，证明这种方法非常适合于薄金属带的情况。 本文从叁维空间微波、毫米波集成电路实际应用中抽象出一种新型微带线——椭圆截面微带线，其特性用有限差分法进行了研究。计算结果表明，参数易(椭圆短轴)是椭圆截面微带线的重要参数。一方面参数b相当于普通微带线的导带厚度t；另一方面它又影响导带上的电荷分布。在进行微波、毫米波集成电路设计时应注意这一点。 本文从特性阻抗的角度研究了叁维空间微波、毫米波集成2001年上海大学博士学位论文电路设计中的阻抗匹配和祸合干扰间题。本文所用的方法适用于用准静态法进行分析设计的系统 对叁维空间微波、毫米波集成电路的仿真优化依赖于所使用的仿真程序，虽然目前商用仿真软件多用频域算法或频域—时域混合算法实现，但考虑到仿真的全面性及目前使用的非线性时域模型，未来的微波、毫米波集成电路仿真程序很可能是基于时域算法的，所以作者编制了叁维空间微波、毫米波集成电路的时域仿真程序，采用完全匹配层吸收边界条件的时域有限差分法。作者用该程序对有限接地面薄膜微带线进行了时域仿真，结果显示在保证传输模不受干扰的情况一「，在较宽频带范围内有限接地面对微带特性有微弱影响。最后用该程序对叁维空间微波、毫米波集成电路中集总电感、集总电容构成的多层电路进行了仿真，既给出了时域仿真优化的方法，又研究了集总电感、集总电容在叁维空间中的特性。
陈挺[2]2000年在《微波、毫米波叁维空间集成电路的数值模拟研究》文中提出发展叁维空间微波、毫米波集成电路已成为解决目前微波、毫米波产品多功能、小型化的主要的研究领域之一。然而，微波结构从二维(平面型)向叁维过渡，除了工艺上要求更高之外，其数值模拟和优化设计也复杂困难很多。寻找高效、计算量小、便于计算机仿真的数值模拟方法已成微波工程师们的重要课题。本论文的目的正是要获得这样的有效数值模拟方法。为此从两个方面进行：一是用具有更简单形式的函数来替代电磁积分方程中复杂形式的Green函数，使得计算量减少；二是选择更加合适的基函数去表示金属板表面的电流或电荷密度，以达到同样目的。以下为本论文的研究工作和所取得的成果： 1．本论文采用复镜像理论对Green函数进行模拟。第一次结合具体的微波结构对复镜像理论中的常用的两种复指数函数模拟方法(Prony方法和GPoF方法)进行研究，并首次给出了两种方法所得结果的收敛情况、相对误差变化规律等等。认识到在谱域变量较小的区域，GpoF方法比Prony方法相对误差稍小一些。 2．有一种谱域格林函数随谱域变量(原点附近)迅速变化的特殊结构，使用复镜像方法误差稍大，本论文提出了两步复镜像方法，从而误差显着减少。 3．使用静态复镜像方法去分析微波平面电路结构和考虑导体厚度多层结构，对厚导体板本文提出用若干个零厚度导体板2000年L海大学博}:学位论文去替代，少仁且份个零厚度板都具有相同的电位与其他文献的方法进行比较，本文方法具有精度足够、训一算量少、计算程序简单等特点。 4.第一次使用动态复镜像方法研究空气桥等等具有垂直金属板的微波叁维结构，深人研究此方法在_一叁维结构中的应用特点，与传统的矩量法比较，所得结论跟第3点一致。使用小波及其尺度函数作为基函数去替代传统的表示电流密度或电荷的基函数(脉冲函数、Rooft叩函数、叁角形函数等等)，针对微波电路特征，研究了各种小波函数的性质，比较它们之间应用的优缺点。 5.首次使用二维小波函数模拟具有垂直金属的叁维微波结构，详细研究这种方法的特点，比较小波小波分析方法与使用传统基函数的矩量法的计算效率。结论是，小波函数确实能产生稀疏程度较大的矩阵，但并不是小波分析方法就一定比传统的矩量法计算量少，这取决于所选取的小波函数。 6.本论文还研究怎样使用样条小波去模拟微波或毫米波结构，并具体分析了不连续微带结构的实例，比较传统的矩量法，小波方法在精度足够的条件下，计算量更少。
邱频捷[3]2009年在《Ka波段频率合成器LTCC技术研究》文中指出低温共烧陶瓷(Low-Temperature Co-fired Ceramic, LTCC)技术是共烧陶瓷多芯片组件(MCM-C)中的一种高集成度多层布线封装技术。其叁维立体结构给传统的微波毫米波电路与系统设计引入了灵活的设计实现方式,所以进行本课题的研究就非常有实际意义。本文分析并研究了采用LTCC技术实现毫米波电路的理论和设计。本文首先论述了毫米波及其特点,毫米波集成电路及其发展趋势,介绍了国内外LTCC频率合成器的发展动态。针对课题各项指标的要求,通过建立锁相环路的相位噪声模型,分析了输出信号相位噪声与环路结构及环路内各器件噪声特性的关系,确定了锁相+混频+倍频的方案,并进行了方案指标的分配及指标核算。然后分析了LTCC技术的工艺流程及特点,以及LTCC技术的自身优势与不足之处,从工艺角度为利用LTCC技术实现毫米波电路的设计与制作打下了基础。基于对LTCC工艺的掌握,对本课题所设计的系统中必须攻克的LTCC技术与频率合成电路相结合的关键技术进行了一系列研究和分析,其中包括微波毫米波层间互连结构、信号隔离与屏蔽、微波倍频链中埋置型带通滤波器、毫米波倍频链中介质集成波导(SIW)滤波器的研究。提出了一种结构新颖的LTCC埋置型折迭SIR滤波器和蝌蚪型SIR滤波器,实现了微波带通滤波器的小型化和宽的带外抑制能力,实测结果都符合设计初衷。提出了一种采用SIW结构的微波毫米波折迭滤波器结构,在LTCC多层基板上设计了一种新颖的小型化毫米波SIFW带通滤波器,与SIW滤波器相比体积减小一半。在技术难点攻克的基础之上,本文进而对Ka波段频率合成器的系统设计、整体LTCC多层布局、布线进行了研究分析,最后对整个系统(包括锁相环路、微波倍频链、毫米波倍频链)分模块加工并调试,成功实现了输出频率为34.8GHz～35.2GHz,步进40MHz的Ka波段频率合成器。在整个输出频率范围内,相位噪声指标优于-83dBc/Hz@1kHz、-81dBc/Hz@10kHz、-90dBc/Hz@100kHz;跳频时间小于15μs;杂散抑制度大于61dBc;谐波抑制度大于41dBc;输出功率大于16.9dBm;整个LTCC频率合成器的基板面积为33cm2。
辜霄[4]2009年在《毫米波LTCC收发前端技术研究》文中研究说明LTCC(Low-Temperature Co-fired Ceramic,低温共烧陶瓷技术)是共烧陶瓷多芯片组件(MCM-C)中的一种新型高集成度多层布线封装技术。目前毫米波收发系统主要是利用混合集成技术来实现,寻求一种新型的技术使毫米波系统小型化,高集成化,提高可靠性有重要的意义。本文的研究工作主要是使用LTCC这种封装技术,在多层基板上进行毫米波收发组件的集成设计,实现其功能。本文介绍了LTCC工艺的基本状况及特点,在充分了解LTCC工艺的优点和缺点的情况下,分析得出适合微波毫米波电路的设计工艺方法,为组件功能的实现做出坚实的理论铺垫。本文首先应用两种新颖的LTCC微带到矩形波导过渡技术,解决了该收发前端输入输出过渡问题,并且8mm、3mm频段过渡结构进行了研究设计,得到了较好的测试结果。然后分别采用新颖的LTCC腔体谐振结构和传统的平行耦合线结构对组件中重要的X波段,Ka波段带通滤波器进行了设计。同时也对多层板层间互联结构,3毫米和8毫米LTCC波导到微带过渡结构电磁兼容方法进行了分析研究,提出了下嵌式安装结构这种新方法。最后将可行的方案应用于毫米波LTCC Ka波段收发前端组件上,进行加工调试,得到了接收支路增益19dB,噪声系数7.5;发射支路输出功率21dBm,谐波抑制大于40dB的测试结果,基本满足指标。本文的研究工作对于LTCC技术应用于毫米波系统有较大的理论和工程价值,对于今后的8mm,3mm频段的毫米波LTCC收发组件的研制打下良好的基础。
张凯[5]2007年在《毫米波LTCC收发组件研究》文中指出低温共烧陶瓷(Low-Temperature Co-fired Ceramic, LTCC)技术是共烧陶瓷多芯片组件(MCM-C)中的一种高集成度多层布线封装技术。其叁维立体结构为传统的微波毫米波电路与系统设计引入了全新的设计理念与实现方式。本文的研究工作主要是基于LTCC这种全新的封装技术,首次在LTCC多层基板上进行毫米波收发组件的集成,实现其基本功能,是毫米波组件向小型化、高性能、高可靠性方向发展所迈出的重要一步。论文首先详细分析了LTCC技术的工艺流程及特点,充分理解和把握了LTCC技术的自身优势与不足之处,从工艺角度为毫米波LTCC收发组件的设计与实现做了理论铺垫。本论文的研究重点主要是解决毫米波LTCC收发组件实现中的几项关键技术。首先是结合系统指标与LTCC工艺特点,提出了毫米波LTCC收发组件的系统布局,确定实现组件所必须突破的几项关键技术,其中包括:适用于LTCC工艺的新颖的毫米波波导到表层微带线的过渡结构;X波段本振倍频链中LTCC埋置型集成带通滤波器;LTCC毫米波SIW带通滤波器;表层微带线与层间带状线的互连结构等。以上各单元的设计在满足自身性能指标的同时,还要点面结合,兼顾其与LTCC技术的融合和在整个组件结构中的合理配置。通过实物加工及测试分析,掌握了丰富的实验数据,为组件的实现奠定了良好的实验基础。最后,在上述实验基础上,借助ADS仿真软件,对整个组件的本振倍频链,接收支路和发射支路分别做了系统级仿真,进一步论证了整个系统的可行性。
董月红[6]2017年在《八毫米波四倍频链MMIC研究》文中指出毫米波收发系统无论在民用还是军用方面都是近些年研究的热门,而毫米波电路采用微波单片集成电路(MMIC)电路形式可以减小系统体积、提升系统一致性和稳定性、降低电路成本。毫米波收发系统中,接入混频器的本振信号通常是通过低频振荡源级联倍频器、放大器和滤波器来实现的。本文在分析了贋晶型高电子迁移率晶体管(PHEMT)有源倍频理论的基础上,根据MMIC模型基础,运用MMIC CAD技术,设计了一款八毫米波四倍频链路MMIC。该MMIC集成了一个工作在线性状态的单级8.62GHz基波放大器,一个单管有源四倍频器,一个高通滤波结构,和一个34.48GHz的叁级四次谐波放大器,共四个部分。针对四倍频部分,首先通过对PHEMT有源倍频理论的分析,合理选择偏置点,使晶体管产生最大的四次谐波分量,而且减少叁次谐波分量。然后再通过晶体管漏极输出部分的集总参数元件替代分布参数电路的谐波抑制支节的设计,对基波和二次谐波进行有效地抑制。其次再加上基波放大器提供最佳驱动功率,保障四倍频部分达到最低变频损耗,高通滤波结构对低次谐波进一步抑制,四次谐波放大器再将四次谐波推到更高的功率。从而实现了该MMIC的高输出功率,高变频增益,高谐波抑制的特性。该MMIC设计采用的是稳懋半导体公司的GaAs 0.15μm PHEMT工艺,设计完成后在稳懋完成流片。测试结果显示,该MMIC工作频率为8.57GHz-8.67GHz的情况下,实现了19.8dBm的输出功率,输入功率在-5dBm到1dBm区间内变化时,输出功率平坦度在±0.25dBm以内,变频增益高达18.8dB到24.8dB,基波抑制大于56dBc,二次谐波抑制大于54dBc,叁次谐波抑制大于40dBc,MMIC整片功耗在682mW以下,芯片面积为3×2.2mm2。
刘亦楠[7]2008年在《微波上变频系统》文中进行了进一步梳理在微波系统中,性能优越的上变频组件对系统性能起着关键性的作用。本文对微波上变频系统的理论和设计进行了研究。本文的主要目的是研究某型微波上变频系统,在确保该上变频系统性能指标的基础上,尽量减少系统的研发周期和研发成本,对系统的小型化进行探索性研究,为后续的批量生产奠定基础。本文的主要工作是应用户要求制作一个上变频系统,将S波段的微波信号上变频到Ku波段的微波信号。系统的本振输入由一相位噪声非常好的外部频率源提供,经过4次倍频放大至Ku波段。由于本系统作为某频率综合器的频率源使用,因而对输出信号的杂波抑制有较高要求。本文首先讨论了上变频技术的发展及其在相关领域的应用情况,介绍了本课题的来源。然后根据上变频组件的设计方案,通过软件仿真,确定了方案中各子电路的组成,在充分考虑到各子电路可实现性的基础上确定了其主要技术指标。在此基础上,确定了本上变频组件的设计方案。我们对本振基频的晶振信号采用直接通过MMIC单片4倍频的方案,中间加入一个带通滤波器滤除对最终输出信号影响较大的本振的5次谐波。在对电路进行软件分析后,基于让射频信号功率能够让混频器在线性条件下工作的考虑,我们在射频输入端接入一个衰减器以控制输入的功率,然后再与本振信号混频。在混频输出端,对输出信号杂波的抑制使得滤波器对带外抑制的指标要求较高,考虑到电路的容易实现性,我们设计了一个滤波-放大-滤波-放大-滤波链路,这样可以使单个滤波器的带外抑制不必做得太高,便于设计制造。测试结果表明,输出功率达到了11dBm,对杂波的抑制大于60dBc,各电性能均满足技术指标要求。文章最后分析了该上变频组件设计中尚存在的问题,指出了系统设计改进的方向和方法。
古勇[8]2011年在《基于基片集成波导的TE_(10)-TE_(01)模式变换器》文中研究说明基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,简称SIW)是近年来出现的一种集成于介质基片中的具有低插损、低辐射、高功率容量等特性的新型导波结构。它的导波特性和传统的矩形波导类似,所以由其构成的部件及子系统具有高Q值、高功率容量、易与其它平面电路和芯片集成等优点,可以广泛地应用于微波和毫米波电路中。因此,能用金属波导实现的器件如功分器、滤波器、天线等,都可以用基片集成波导来实现。同时由于整个结构完全为介质基片上的金属化通孔阵列所构成,所以这种结构可以利用普通PCB工艺、LTCC工艺、甚至薄膜电路工艺精确实现。与传统的波导形式微波毫米波器件的加工成本相比,基片集成波导微波毫米波器件的加工成本十分低廉,非常适合微波毫米波电路的集成设计和制作。本文设计了基于基片集成波导技术的TE10-TE01模式变换器。主要工作分为以下几个部分,一是设计和研制一种新型的波导到SIW的对脊鳍线转换器,这种转换器在Ka波段和W波段都得到了较好的仿真结果,能够很好的实现矩形波导到基片集成波导的电场方向的转换；二是根据波导模式变换器设计理论和实践,设计了基于基片集成波导的新型矩形波导TE10——圆波导TE01模式变换器,利用设计的新型对脊鳍线转换器可以很好的实现模式变换器中电场方向的转换并实现模式的变换；叁是分析基于基片集成波导的Y型和T型功率分配器的优缺点,将Y型和T型功率分配器结合起来设计和研制适合本文应用的功率分配器,设计出的新型四路功率分配器在频段90GHz～100GHz之间,回波损耗优于15 dB,插入损耗小于7.42 dB,输出端口之间的隔离度在13.4dB～15.4dB之间；四是整合对脊鳍线转换器、模式变换器、功率分配器,整个模式变换器在频段91 GHz-97.5GHz之间的回波损耗优于15dB,插入损耗小于1.5dB。
杨超[9]2018年在《毫米波功率放大器线性化技术研究》文中研究指明随着现代无线通信技术的发展,为了应对用户终端数量和通信数据流量的快速增长,各种复杂数字调制方案被广泛应用于现代无线通信系统中。这些技术的应用使传输信号具有更高的峰值平均功率比,使功放更容易进入饱和状态,从而使传输信号产生非线性失真,所以现代无线通信技术的发展需要更高线性度的功放。同时,在无线通信系统中,为了使系统达到最佳的工作效率,末级功放通常工作于饱和工作点附近,但此时功放的非线性效应很强,输出信号同样会发生强烈的失真。为了减少功放在放大信号时发生非线性失真,需要使用线性化技术对功放的非线性特性进行补偿。所以如何对功放的非线性特性进行补偿一直以来是微波毫米波领域研究的热点之一,这也是本文的研究重点。本文的主要内容有:首先,本文对功率放大器的非线性特性进行了分析,并对主流的线性化技术的原理、应用场景、优缺点等进行了详细阐述和对比。然后,针对Ka波段固态功率放大器(SSPA)的非线性特性进行模拟预失真技术的研究,从肖特基二极管的非线性特性以及矢量合成的原理分析入手,提出了一种新型的反射式模拟预失真器电路,解决了传统反射式预失真器不能够适应固态功率放大器非线性特性的缺点。在Ka波段采用平衡式和单路的结构分别实现了针对SSPA非线性特性的反射式模拟预失真器,测试结果表明在30GHz处,平衡式反射预失真器的增益扩张为2.8dB~3.2dB,相位压缩为6.4~°~20.1~°,单路式反射预失真器的增益扩张为2.2dB~3.9dB,相位压缩为1.5~°~30.5~°。同时,采用0.15μm GaAs单片集成电路工艺实现了一款Ka波段平衡式预失真器,该预失真器在27GHz~33GHz的频带范围内,增益扩张可以达到3.39dB,相位压缩可以达到17.31~°。最后,以单路反射式预失真器为核心部件,添加合适的前后端驱动电路,设计了一款Ka波段反射结构的预失真驱动模块。
田为中[10]2007年在《混合集成平衡I-Q矢量调制器研制》文中认为矢量调制器在现代通信系统中开始扮演着越来越重要的角色。高性能矢量调制器可以在相控阵天线中充当自适应波束形成网络的电子控制元件并且在高速数字通信系统中，用于直接调制微波射频信号。国外的微波矢量调制器研究始于上世纪80年代，目前技术已相当成熟。而国内对该领域的研究工作才刚刚开始，目前国内没有任何文献报道矢量调制器的研制。因此本文的工作具有很强的创新性，主要体现在以下两点：(一)本文首先在国内开创了对矢量调制器这一重要电路的研究工作，第一次系统的对矢量调制器的工作原理和设计方法进行了研究，并做了一定实验工作。(二)本文首先提出了在高电阻率硅衬底材料上通过混合集成实现矢量调制器的方案。与国外普遍采用的MMIC技术相比，本文提出的方案有望利用硅工艺成熟的优势以更低的成本实现矢量调制器。本文通过对矢量调制器的工作原理、各类型矢量调制器的特点以及设计方法进行分析，最终提出了在Rogers5880和高阻硅两种衬底材料上实现混合集成平衡I-Q矢量调制器的方案并分别在Rogers5880衬底材料和高阻硅上制备了工作频段为9.5～10.5GHz和12～18GHz的平衡矢量调制器。文章涉及以下几个方面：1．介绍了矢量调制器在现代通信系统中的作用以及国内外的研究现状。对矢量不同类型移相器电路的工作原理，实现方法进行分析和介绍。2．详细论述了平衡I-Q矢量调制器的理论基础，并分别以Rogers5880和高阻硅为衬底材料设计了两个平衡I-Q矢量调制器，并给出仿真结果。3．利用传统硅基加工平台分别在高阻硅和Rogers5880衬底上，以PHEMT开关管芯作控制元件，通过混合集成实现平衡I-Q矢量调制器。4．测试矢量调制器电路并对其误差进行分析，提出下一步改进方案。
参考文献：
[1]. 叁维空间微波毫米波集成电路的仿真研究[D]. 王强. 上海大学. 2001
[2]. 微波、毫米波叁维空间集成电路的数值模拟研究[D]. 陈挺. 上海大学. 2000
[3]. Ka波段频率合成器LTCC技术研究[D]. 邱频捷. 电子科技大学. 2009
[4]. 毫米波LTCC收发前端技术研究[D]. 辜霄. 电子科技大学. 2009
[5]. 毫米波LTCC收发组件研究[D]. 张凯. 电子科技大学. 2007
[6]. 八毫米波四倍频链MMIC研究[D]. 董月红. 电子科技大学. 2017
[7]. 微波上变频系统[D]. 刘亦楠. 电子科技大学. 2008
[8]. 基于基片集成波导的TE_(10)-TE_(01)模式变换器[D]. 古勇. 电子科技大学. 2011
[9]. 毫米波功率放大器线性化技术研究[D]. 杨超. 电子科技大学. 2018
[10]. 混合集成平衡I-Q矢量调制器研制[D]. 田为中. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2007
标签：无线电电子学论文; 维空间论文; 仿真软件论文; 集成电路论文; 矢量数据论文; 微波辐射论文; 信号频率论文; 毫米波雷达论文; 波导论文; 调制器论文; 倍频论文;