一、微波集成电路、毫米波集成电路（论文文献综述）
周猛[1]（2021）在《毫米波单片集成混频器设计技术研究》文中进行了进一步梳理随着低频端通信频段越来越拥挤,微波及其以下频带的频率已逐渐满足不了现代电子通信的需求。世界无线电通信大会（WRC）已经明确下一代超宽带通信技术采用的通信频率将延伸到毫米波波段。砷化镓和单片技术的快速发展也不断为研究毫米波集成电路提供新的热点。其中,光纤-无线通信系统技术（RoF）利用光毫米波接收技术把光纤通信的巨大带宽与毫米波超高频率通信技术融合起来,可以有效解决超宽带高频率通信技术的难题。在光毫米波频段接收技术中,混频器是实现频率变化的核心,它的性能直接决定了整个RoF系统的质量。因此在毫米波通信中,研发设计高性能、高质量的单片集成毫米波频段混频器显得极其重要。本文基于0.15μm PHEMT GaAs工艺设计了一款单片集成基波镜像抑制混频。在基波镜像抑制混频器整体电路中,通过Wilkinson功分器将等幅度同相位的本振信号源馈入到一对PHEMT管的栅极,采用Lange耦合器将接收到的射频信号等幅度正交相位的馈入到PHEMT管的漏极端口,最后将相位正交的两路中频信号分别从上、下两支混频管漏极取出。联合仿真结果表明:基波镜像抑制混频器在射频信号33～40GHz,本振功率10dBm,变频损耗小于11dB,镜像抑制度大于24dB,达到了预设指标。同时,考虑到不同的毫米波信号接收机可提供的本振源功率能力不同。为了能够降接收机对本振荡源输出稳定的毫米波同频段信号的高要求,本文采用上述同种工艺还设计了一款单片集成二次谐波镜像抑制混频器。在谐波镜像抑制混频器中,采用本振信号的二次谐波与接收到的射频信号进行混频,大大降低了整体接收机的实现难度、成本。该谐波混频器采用双Marchand Balun结构将等幅度同相位的本振信号分别馈到一对PHEMT管的栅极,再采用Lange耦合器将等幅度正交相位的射频信号馈到对应的PHEMT管的漏极,最后从上下两对PHEMT管漏极端取出正交输出的中频信号。联合仿真结果表明:二次谐波镜像抑制混频器在射频信号33-40GHz,本振功率18dBm,变频损耗小于18dB,镜像抑制度17～32dB,基本达到了预设指标。
孟凡[2]（2021）在《应用于毫米波相控阵天线一体化封装互连技术研究》文中认为随着微电子信息产业的快速蓬勃发展,人们对于通信、雷达、个人电子消费等各个领域的需求越来越高,渴望能够使产品达到体积更小、功能更强、功耗更低等需求,而传统的设计方案已经难以得到满足,在这种严峻的形势下,直接促进着我国的微电子产业和高密度集成电路的封装技术不断朝着更加快速地向前发展。伴随着微电子技术的不断发展和提高,人们已经提出利用封装天线（Antenna-in-package,简称Ai P）来代替传统的板级系统,把三维微纳米集成工艺和封装技术有机结合起来,将极大地减少和降低系统内部互连损耗,大幅度地改善和提升系统能效,为整体系统集成密度的超越摩尔定律提供了有效手段,其将成为未来毫米波一体化封装关注的焦点。在毫米波集成封装互连领域中,常采用垂直互连通孔结构实现介质层与介质层或者芯片与芯片之间的跨结构信号传输,丰富了产品结构和功能。与此同时,通孔结构的传输特性将会直接影响到信号的传输质量,键合金丝线互连结构也是目前最常用到的互连方式之一,也会对毫米波传输特性产生影响,因此研究影响垂直互连过孔和金丝线键合互连结构的传输特性因素是非常有必要的。本文将展开对W波段多层介质基板中垂直互连过孔结构进行系统研究,对垂直通孔和微带传输线进行了简要的理论分析,利用HFSS软件建立多层介质基板垂直互连过孔的三维电磁仿真模型,采用控制变量法分析了通孔半径和焊盘半径对垂直互连通孔结构信号微波传输过程中的影响。利用阻抗匹配技术,在ADS中实现对结构之间进行阻抗匹配,应用Smith圆图根据回波损耗和插入损耗等S参数以及介质基板材料特性,确定工作频率在90 GHz的微带传输线结构尺寸,并将设计好的传输线结构在HFSS中建立模型并仿真验证,使得多层介质基板垂直互连过孔结构的微波传输特性得到了一定程度的改善。本文也将展开对Ku波段四通道相控阵T/R多功能芯片封装结构中的键合金丝线互连方式进行系统研究,对键合金丝线互连结构的等效电路进行简要的理论分析,利用HFSS三维电磁仿真软件建立其结构模型,采用控制变量法仿真分析接地金丝线数量和射频信号金丝线数量、直径、拱高和跨度等参数对信号微波传输特性的影响,并对结构进行尺寸优化,有效改善了互连的传输性能。根据HFSS仿真结果可知,在工作中心频率为15 GHz的情况下,该结构的回波损耗S11已经小于-12 dB,微波传输性能表现优良。
罗磊[3]（2021）在《Ku波段硅基相控阵收发组件关键技术研究与芯片设计》文中研究指明随着微波毫米波集成电路技术的进步,有源相控阵雷达技术也在不断的发展。T/R（Transmit/Receive）组件作为相控阵雷达中的关键部件,其性能直接影响到相控阵雷达的整体性能。为了适应相控阵雷达系统多功能、高集成、高性能、低成本的发展需求,CMOS和SiGe BiCMOS等硅基半导体工艺已被广泛应用于T/R组件电路设计中。因此,采用硅基工艺对T/R组件中的电路进行研究和设计具有重要的现实意义和应用价值。本文致力于Ku波段硅基相控阵收发组件的关键技术研究与芯片设计。基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,本文完成了 6-18 GHz宽带无源巴伦、两款12-18 GHz单刀双掷开关、15-17 GHz低噪声放大器、14-16 GHz单级功率放大器、14-18 GHz两级功率放大器、12-17 GHz 6位数控步进衰减器、10-18 GHz 6位数控有源移相器、6-18 GHz 6位数控有源移相器和13-15 GHz硅基幅相控制多功能系统芯片的流片验证。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,提出了一种适用于微波、毫米波电路设计的路场混合仿真方法。在对无源巴伦研究分析的基础上,采用开路短截线补偿技术,设计了一款工作在6-18 GHz频率范围内,幅度平衡度和相位平衡度优良的宽带无源巴伦芯片,为后续章节有源移相器的设计提供所需的巴伦。测试结果表明:在6-18 GHz频率范围内,该宽带无源巴伦幅度不平衡度小于1 dB,相位不平衡度小于2.2°。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,采用深N阱NMOS射频nfettwrf晶体管和dgnfettwrf晶体管,使用串并联电路结构并结合衬底浮接技术和LC谐振技术,设计了两款工作在12-18 GHz频率范围内的单刀双掷开关芯片。测试结果表明:1.小线性度串并联单刀双掷开关插入损耗小于1.97dB,开关隔离度大于-29.5dB,开关线性度大于11.98dBm;2.线性度可调串并联单刀双掷开关损耗小于2dB,开关隔离度大于-37.5dB,开关线性度最高可达26.8 dBm。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,使用SiGe HBT晶体管,设计了一款工作频段位于15-17 GHz,带有片内温度补偿电路和ESD保护电路的低噪声放大器芯片。测试结果表明:在15-17 GHz频段范围内,增益S21为15.1～13.6 dB,噪声系数为3.4～3.8 dB,输入端口S11小于-9.1 dB,输出端口S22小于-10.4 dB,输入线性度IP-1dB大于-9.8 dBm。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,使用SiGe HBT晶体管,设计了两款工作频段位于Ku波段的功率放大器芯片。测试结果表明:1.单级功率放大器的工作频段位于14-16 GHz,增益 S21 为 9.3～7.3 dB,输入端口 S11 为-8.4～-12.4 dB,输出端口 S22 为-5～-6.2dB,输出线性度OP-1dB最大可达17.83dBm,最大功率附加效率PAE可达17.9%;2.两级功率放大器的工作频段位于14-18 GHz,增益S21为22.4～26.9 dB,输入端口S11为-6.5～-20.7 dB,输出端口-3.3～-7dB,输出线性度OP-1dB最大可达21.43dBm,最大功率附加效率PAE可达18%;本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,对数控衰减器中常用的衰减单元电路进行了相应的分析和研究,在研究的基础上提出了一种新的电容补偿方法,设计了一款工作频段位于12-17 GHz的6位数控衰减器芯片。测试结果表明:在12-17 GHz频率范围内,衰减器输入端口 S11<-13 dB,输出端口 S22<-14 dB,插入损耗为6.99～9.33 dB,最大衰减量为31.8～30.3 dB,衰减RMS幅度误差值为0.58～0.36 dB,衰减RMS相位误差值为2.06°～3.46°,输入线性度 IP-1dB 为 13.6～16.2 dBm。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,使用宽带无源巴伦,结合两级RC多相滤波器和正交全通滤波器电路结构,采用矢量调制的方法设计了两款6位数控有源移相器芯片。同时,对有源移相器电路中所要使用到的电路模块进行了详细的分析和介绍。测试结果表明:1.10-18 GHz 6位数控有源移相器输入端口 S11<-8.9 dB,输出端口 S22<-11.5 dB,增益幅度S21为-10.1～-12.8 dB,移相RMS幅度误差小于1.1 dB,移相RMS相位误差为1.5°～3.7°,在0°移相状态（参考态）下,输入线性度IP-1dB为9.4～11.2 dBm;2.6-18 GHz 6位数控有源移相器输入端口S11<-9.2 dB,输出端口 S22<-10.4 dB,增益幅度S21为S21为-1.85～0.95 dB,移相RMS幅度误差小于1.04 dB,移相RMS相位误差小于4.36°,在0°移相状态（参考态）下,输入线性度IP-1dB为5.4～8 dBm。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,结合所研究的各个子模块电路,设计了一款工作频段位于13-15 GHz的硅基幅相控制多功能系统芯片。测试结果表明:在13.6～15.5 GHz频率范围内,接收链路增益大于7 dB,噪声系数值为10.2～17.8dB。在13～15 GHz频率范围内,接收链路移相RMS幅度误差为1.07～1.46 dB,移相RMS相位误差为3°～4.51°,最大衰减范围为29.5～28.2 dB,衰减RMS幅度误差为0.81～1.42 dB,衰减RMS相位误差为3.47°～4.8°,在14 GHz频率处的输入1dB压缩点为-15.4 dBm;在13.2～15.1GHz频率范围内,发射链路增益大于5 dB。在13～15 GHz频率范围内,发射链路移相RMS幅度误差为0.33～2.07 dB,移相RMS相位误差为3.4°～4.89°,最大衰减范围为29.2～28 dB,衰减RMS幅度误差为1～1.67 dB,衰减RMS相位误差为3.38°～6.46°,在14 GHz频率处的输入1dB压缩点为4.6 dBm,饱和输出功率为13 dBm。初步实现了相应的衰减移相功能,并为后续的设计改进提供了坚实基础。
周震[4]（2020）在《Ka频段基于微集成电路的OAM均匀圆形阵列天线研究》文中指出5G与“云”的结合,让人们看到了创造一个万物互联的智慧世界的可能性。这也就要求当下的通信系统在保障海量数据通信的同时,其通信速度越来越快,时延越来越低,可靠性越来越高。虽然5G网络已经开始在全球范围内运行,各方面的性能也得到了很大地提升,但其频谱资源依然日益紧张。自轨道角动量（OAM）被引入到微波领域以来,它便因其可以在一个新的维度上增加通信系统的信道容量而备受关注。因此,对轨道角动量的研究近年来逐渐成为热点。结合当下通信系统的特点,本文采用具有高集成度、适合分模块化“综合”设计的微集成电路形式进行Ka波段轨道角动量均匀圆形阵列天线的研究。文中,我们分别研究了微集成电路中不同电路层之间的垂直互联结构、微带/带状线T形功分、微带贴片天线、阵列天线以及阵列天线的馈电网络,从仿真的角度上实现了阵列天线与馈电网络的“一体化”集成设计。本文的主要内容为:首先对本课题的研究背景及意义做了介绍,总结了国内外轨道角动量均匀圆形阵列天线的研究现状;其次,简单介绍了微集成电路的一些概念和微集成电路中常用的几种传输线,并基于传输线理论对多层电路中垂直过渡段和T型分支线进行了设计与仿真;然后,对轨道角动量相关理论进行了说明,推导了均匀圆形阵列产生轨道角动量的条件公式;与此同时,我们仿真了3种极化形式的贴片天线,将它们与2种均匀圆形阵列进行组合,研究并总结了所得6种均匀圆形阵列天线在OAM的产生上所展现的一些规律;最后,完成了连续旋转型均匀圆形阵列天线馈电网络的设计工作。由于基于微带T形功分的馈电网络无法满足项目需求,我们便提出了一种基于腔体耦合的新型功率分配网络。该新型功分网络具有带宽宽、尺寸小和损耗低等特点,故我们对其进行了加工制造。为验证所设计均匀圆形阵列天线及其馈电网络“一体化”集成方案的可行性,我们将天线与馈电网络的整体模型进行了仿真验算,所得结果证明了该方案确实可行。
刘贤栋[5]（2020）在《毫米波宽带低噪声放大器的研究与设计》文中提出近年来,毫米波通信与检测系统得到了长足发展,并随着毫米波宽带器件的应用,低噪放作为系统中的关键器件,毫米波系统中的宽带低噪放得到了广泛研究。随着CMOS工艺的不断改进,硅基CMOS工艺已更多应用在毫米波领域。但基于CMOS工艺的毫米波宽带低噪放存在带宽较小,噪声系数较大的问题,因此本论文对毫米波宽带低噪放进行研究,以实现毫米波较大带宽和较低噪声性能。论文重点研究毫米波低噪放实现宽带和降低噪声的方法,在宽带低噪放的基础理论上研究以宽带匹配方式实现宽带性能,降低匹配损耗并提高放大单元增益降低电路噪声。提出了一种由电感构成的低损耗T型电感,通过优化提升T型电感的Q值,使用T型电感匹配共源共栅（Cascode）单元实现毫米波低噪放的宽带和低噪声性能,并采用硅基65nm CMOS工艺,设计了一款51-99GHz的毫米波宽带低噪放和一款95-127GHz的毫米波宽带低噪放。论文的主要工作和贡献包括:（1）采用宽带匹配结构设计了一款51-99GHz低噪声放大器,通过较高Q值T型电感和共源共栅增益单元实现了低噪放的宽带和低噪声性能。后仿结果表明,噪声系数NF在3.9dB～7.7dB范围内,增益为15.75dB,IP1dB（输入1dB压缩点）为-12.5dBm,IIP3（输入三阶截点）为-6.05dBm。该低噪声放大器的带宽达到44GHz,3dB相对带宽达到63.5%。（2）设计了一款95-127GHz的宽带低噪放,低噪放采用差分结构,Cascode为增益单元,设计Marchand巴伦实现信号转换和宽带匹配,以减少匹配损耗降低匹配电路噪声为目标优化Marchand巴伦,在实现电路的低噪声性能同时兼顾其带宽指标。后仿显示,低噪放3dB带宽32GHz,相对带宽达到29%,实现带内最小噪声系数5.6dB,低噪放增益15dB,IP1dB为-5.25dBm。
陈新[6]（2019）在《8毫米T/R组件的设计与实现》文中提出本课题围绕防空武器系统中Ka波段跟踪雷达的研制需求为背景,针对目前跟踪雷达对毫米波收发组件提出的性能要求,着重解决毫米波T/R组件在研制和生产上尚未解决的技术难题,开展毫米波T/R组件的设计和研制工作,为今后毫米波雷达研制过程中T/R组件的设计与生产提供有力的技术支撑。8毫米T/R组件的研制基于MMIC芯片的混合集成电路技术,其主要目的是通过利用目前国内成熟的毫米波MMIC芯片,在此基础上利用微带线平面电路结构,将各功能芯片级联使用,最终实现毫米波T/R组件对信号的收发功能。本次课题的主要目的是:掌握毫米波电路设计的核心技术,了解毫米波电路的加工工艺流程,完成8毫米GaN收发组件的研制。本文主要工作内容如下:1、研究T/R组件的基本设计原理,针对各种设计方法的优缺点,寻找满足本课题要求的最佳设计方案,对课题中需要使用的MMIC芯片的设计原理和使用进行重点研究。2、T/R组件硬件电路设计,研究包括射频发射支路的设计、射频接收支路的设计、电源控制电路的设计、微带—波导过渡电路的设计等。重点探讨电路设计的理论依据和设计思路,并利用ADS、HFSS等软件对电路进行仿真验证。3、T/R组件的结构设计和微组装过程。T/R组件经过超声波清洗、导电胶粘接、芯片共晶烧结、金丝键合、盒体封焊等工艺后,完成设计工作,最后成品展示。4、8毫米T/R组件测试和功能验证。对不满足指标要求的各项指标,结合电路设计和装配工艺分析其问题原因,给出解决方案。
杨倩[7]（2019）在《硅基毫米波功率放大器及低噪声放大器设计》文中认为随着经济全球化和社会信息化程度的不断提高,人们对无线通信中数据传输速率的要求也越来越高。根据信道容量与香农定理（Shannon）可知,无线通信系统的传输带宽与传输速率呈正比。而毫米波段电磁波具有可用频带宽,可使用的频谱资源丰富的特点。因此,国内外有越来越多的科研工作者投入到工作频段在毫米波段的无线通信系统的研究工作中。近年来CMOS工艺的技术更新和发展为硅基毫米波集成电路研究提供了基础,CMOS工艺的特征尺寸越来越小,因此,有源器件的截止频率FT不断的增大,已经快达到300GHz,最大震荡频率Fmax也在不断的增大,已经达到500GHz以上。本文基于低成本的CMOS工艺,以毫米波射频前端收发链路中的功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA）为主要研究对象,首先分析了硅基毫米波集成电路（MMIC）的研究背景和意义,并调研了近几年国内外在60GHz功率放大器和Ka波段低噪声放大器的一些研究成果及其所用的电路结构,最后对60GHz功率放大器和Ka波段低噪声放大器的电路结构进行研究和设计,并使用EDA软件进行了电路仿真。本文的主要研究内容和成果如下所示:（1）本文研究了CMOS工艺的有源器件的特征频率FT,最高振荡频率Fmax,最小噪声系数NFmin等对毫米波集成电路设计性能的影响,简单分析了CMOS工艺的无源器件——包含了电感、电容、片上变压器及其传输线等的版图和高频小信号的等效电路。其中,采用Momentum电磁仿真软件对电路中的部分无源器件进行电磁仿真。（2）本文提出了一种基于CMOS的60GHz高增益功率放大器,该功率放大器通过三级差分结构实现,第一级利用了具有高增益,高反向隔离度的共源共栅（cascode）结构放大器,第二级和第三级均采用具有较高增益,高输出功率的电容中和共源级结构,其级间和输入/输出端匹配都采用片上变压器结构。根据后仿结果,该60GHz功率放大器的增益(Gain)为26dB,饱和输出功率(Psat)为16dBm,附加效率（PAE）为18.6%,综合性能良好。（3）本文提出了一种基于CMOS的Ka波段的低噪声放大器,该低噪声放大器通过一级差分结构实现,电路结构采用的是具有高增益、宽频带、较低噪声和稳定性好等优势的拥有负反馈的共源共栅结构,输入级采用低噪声的阻抗点LC匹配方式,输出级采用高增益阻抗点的LC匹配方式。根据后仿结果,该Ka频段低噪声放大器的噪声系数（NF）为3.5dB,增益(Gain)为8dB以上,输出1dB压缩点(P1dB)为1dBm,带宽为6GHz,平坦度为±0.5dB,综合性能良好。
聂星河[8]（2019）在《微波毫米波集成元器件与电路研究》文中认为微波毫米波天线、电路与系统的集成化设计对于无线通信系统、导航系统以及雷达系统等领域的发展有着至关重要的作用。可集成、高性能的无源元器件与微波毫米波单片集成电路是目前微波毫米波系统集成化研究的主流方向。为此,本文针对平面集成天线、滤波器、环形耦合器等无源电路以及高性能微波毫米波单片集成电路开展研究,主要工作如下:绪论回顾了微波毫米波电路与系统的研究背景与意义,并分析了国内外的研究现状,最后介绍了本文的研究目标与主要内容安排。第一章研究了易于平面集成的准平面正交模耦合器（OMT）和双极化阵列天线。首先提出了一种准平面正交模耦合器,通过基片集成波导（SIW）结构馈电保证了该正交模耦合器可以与平面电路集成。正交模耦合器的四个端口中的一对端口使用高阻微带线与短路端口合成为一个端口,另一对端口通过SIW合路器合成为一个端口,这样原先的四端口正交模耦合器简化成了两端口正交模耦合器,这种新型结构在减小了尺寸的同时也保证了性能。虽然该正交模耦合器有一部分金属结构,但由于可与平面电路直接集成,因此本文称之为准平面正交模耦合器。在此基础上,提出并实现了一种准平面1×8的双极化阵列。该双极化阵列的一个极化采用双端串馈馈电,另一个极化采用并馈馈电,这样的设计思路减少了馈电网络的复杂度,并可以在单层印刷电路板工艺上实现。此外,采用双端串馈馈电能够在为阵列提供稳定法向辐射的同时改善带宽性能。对上述提出的结构都进行了相应的实验验证,实验结果与仿真设计结果基本一致。本章部分研究成果已申请发明专利。第二章基于前一章的研究结果提出了一种新型的双极化平面透镜。这种透镜采用一种修正的双矩形环谐振单元,这种谐振单元只对一个极化起移相作用而几乎不影响另一个极化。因此使用这种谐振单元的平面透镜具有极化选择特性,即只对一个极化起汇聚波束的作用而不影响另一个正交极化的波束。因此这种双极化透镜能同时实现广覆盖范围与远探测距离,具有工程应用价值。本章部分研究成果已发表在国际核心期刊IEEE Transactions on Antennas and Propagation。第三章研究了多种小型化微波滤波器。首先提出了一种小型化四分之一模基片集成波导（QMSIW）滤波器。通过在QMSIW滤波器上加载梳状线结构减小了50%以上的尺寸,最终实现了一种四阶高带外抑制滤波器。之后又在四阶滤波器的输入与输出端各添加了一级微带谐振器,并实现了一款六阶滤波器,这种六阶滤波器有着更高的带外抑制,并依旧保持了紧凑的尺寸。此外,还提出了一种SIW谐振腔与微带谐振器相结合的多通带滤波器,利用SIW带通谐振器加载微带带阻谐振器的方法实现了双通带和四通带带通滤波器。本章部分研究成果已发表在国际核心期刊Electronics Letters上。第四章研究了小型化馈电网络与阵列天线。首先提出了一种小型化宽带环形耦合器。这种环形耦合器结合了三种现有的小型化技术,与常规的微带环形耦合器相比减小了90%以上的尺寸并具有高达80%的相对带宽。在此基础上,本章设计了一种平面单脉冲天线阵列与一种平面低旁瓣天线阵列。此外,还设计了一种双频滤波天线,这种滤波天线的馈电网络集成了滤波器、功分器与巴伦。整个滤波天线在两个通带内有着良好的回波损耗与平坦的天线增益,并有着良好的带外抑制。以上设计均进行了相应的制作与测试,实验结果与仿真设计结果基本一致。本章部分研究结果已发表在国际核心期刊IET Microwaves,Antennas&Propagation上并申请了发明专利。第五章开展了GaAs和GaN微波毫米波芯片设计工作。首先设计了一款基于GaAs工艺的毫米波多功能芯片。该芯片集成了倍频器、驱动放大器、混频器和滤波器等一系列子电路,可以实现倍频、放大、混频与滤波输出的功能。芯片中的混频器采用无源结构,既可用于上变频也可用于下变频,因此该芯片既可用于发射模块也可用于接收模块。该芯片的工作频率为我国5G毫米波通信实验频段37-43.5GHz。此外,验证了基片集成波导结构应用于硅基GaN工艺的可能性,并根据硅基GaN工艺的特点实现了一种V波段片上HMSIW滤波器。本章还设计了基于硅基GaN工艺的宽带开关芯片,实验结果与仿真设计结果基本一致。
程国枭[9]（2019）在《2436 GHz硅基宽带频率源关键技术研究与芯片设计》文中认为目前,无线通信频段主要集中在06 GHz,使得该频段的频谱资源趋于饱和,无法满足高数据传输速率的要求。当常用通信频段的频谱资源面临枯竭时,通信系统向更高频段（如微波毫米波频段）发展将成为必然的趋势。5G（5th-generation）技术是为满足2020年以后人们的移动通信需求而开发的新一代移动通信技术,目前全球多个5G频谱被划分在了2436 GHz频段。因此,2436 GHz硅基宽带频率源的芯片实现,可以满足全球5G通信的多频段需求。此外,它还可以精简微波毫米波收发机系统的尺寸,和实现相关频段雷达的宽带跳频需求。综上所述,2436 GHz硅基宽带频率源的研究与设计具有重要的理论意义和应用价值。本文致力于2436 GHz硅基宽带频率源的关键技术研究和芯片设计。基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺,本文完成了2436 GHz宽带压控振荡器（voltage controlled oscillator,VCO）、2436 GHz宽带二分频器、1218 GHz宽带可编程分频器、50 MHz鉴频鉴相器（phase frequency detector,PFD）和电荷泵以及2436 GHz宽带频率源的流片验证。微波毫米波频率源系统结构的选择不仅关系到它所能提供的频率范围,还关系到整个系统的复杂程度、设计可行性、成本和功耗等。一个合理的系统结构设计和环路参数设计是实现系统设计指标的前提条件。本文对微波毫米波频率源的研究现状进行了综述,并总结出4种常见的微波毫米波频率源结构。本文对比分析了这4种结构的优缺点,并根据系统的设计指标,确定了拟采用的基于基频VCO的整数型锁相环结构。基于对频率源系统的相位噪声分析和环路参数分析,本文确定了系统中各电路模块的设计指标,并利用Matlab软件中的Simulink工具,对频率源系统的整体性能进行了行为级仿真验证。微波毫米波VCO是本文频率源系统中的核心模块,它的调谐范围决定了频率源的输出频率范围,它的相位噪声主导了频率源的带外相位噪声,因此,一个合理的VCO设计是实现频率源系统良好性能的必要条件。本文对微波毫米波VCO的研究现状进行了综述,并总结出3种常见的微波毫米波VCO结构。本文对比分析了这3种结构的优缺点,并根据模块的设计指标,确定了拟采用的Colpitts VCO阵列结构。基于脉冲灵敏度函数（impulse sensitivity function,ISF）分析法,本文推导了共集电极Colpitts振荡器的相位噪声解析式,并据此给出了相位噪声优化策略。基于上述分析,本文设计了采用可切换偏置电流技术的Colpitts VCO阵列,并经过了流片验证。测试结果表明:VCO阵列的调谐范围为2236.8 GHz,在1 MHz频偏处的相位噪声小于–95.3 dBc/Hz,符合2436 GHz宽带VCO的设计指标。微波毫米波二分频器是本文频率源系统中的重要模块,它将VCO输出信号的频率减半再送给可编程分频器,从而降低了可编程分频器的设计难度。本文对微波毫米波二分频器的研究现状进行了综述,并总结出4种常见的微波毫米波二分频器结构。本文对比分析了这4种结构的优缺点,并根据模块的设计指标,确定了拟采用的基于环形振荡器的注入锁定分频器（ring-oscillator-based injection locked frequency divider,RO-ILFD）结构。针对目前RO-ILFD分析方法的局限性,本文提出了一种针对微波毫米波RO-ILFD设计的分析方法,并推导出RO-ILFD的自谐振频率和分频范围的一般解析表达式。基于上述分析,本文设计了一个基于两级环形振荡器的双注入锁定分频器,并经过了流片验证。测试结果表明:当输入信号功率为–10 dBm时,二分频器的分频范围为1667 GHz,符合2436 GHz宽带二分频器的设计指标。可编程分频器是本文频率源系统中的重要模块,它可以将信号从微波毫米波频段分频到兆赫兹频段,并实现分频比的连续可调。本文对微波毫米波可编程分频器的研究现状进行了综述,并总结出两种常见的可编程分频器结构。本文对比分析了这两种结构的优缺点,并根据模块的设计指标,确定了拟采用的基于脉冲吞咽计数器的可编程分频器结构。基于对分频器基本单元的分析,本文将锁存管尺寸非对称技术和内嵌门技术应用在了可编程分频器的设计中,并完成了流片验证。测试结果表明:当输入信号的功率为–12.5 dBm时,可编程分频器的分频范围为622 GHz,符合1218 GHz宽带可编程分频器的设计指标。PFD和电荷泵是本文频率源系统中的重要模块,PFD将环路中分频后的反馈信号与外部参考时钟信号进行频率与相位的比较,并输出相应的充放电脉冲,电荷泵则据此对环路滤波器进行充放电,从而在环路滤波器上形成控制VCO输出频率的调谐电压。本文对PFD和电荷泵的研究现状进行了综述,并总结出3种常见的PFD结构和两种常见的电荷泵结构。本文对比分析了这些结构的优缺点,并根据模块的设计指标,确定了拟采用的边沿触发型PFD结构和单端电荷泵结构。基于对PFD的鉴相盲区和死区以及电荷泵的非理想因素的分析,本文设计了PFD和电荷泵的级联电路,并完成了流片验证。测试结果表明:PFD和电荷泵的级联电路的鉴相范围为[–1.96π,1.96π],输出电压范围为0.253.1 V,符合50 MHz PFD和电荷泵的设计指标。最后,本文对频率源系统的模块级联方式进行了研究,对信号间的耦合效应、直流与交流路径的分布方式、键合线的影响等问题进行了探讨,并给出了相应的解决方法。在此基础上,本文对频率源系统中的各电路模块进行了集成,从而完成了2436 GHz硅基宽带频率源的设计。该频率源系统已经过流片验证,测试结果表明:频率源系统的频率范围为23.036.8 GHz,在1 MHz频偏处的相位噪声为?96.7?87.0 dBc/Hz,参考杂散为?65.6?52.6 dBc,完全符合系统的设计指标,这也说明了本文的理论分析和设计方法是正确有效的。
任乾男[10]（2019）在《毫米波前端关键功能单片设计研究》文中提出本文针对毫米波收发前端的关键功能电路,包括W波段单刀双掷开关、六次倍频、低噪声放大以及功率放大等电路,开展了电路中关键器件电磁建模、核心电路分析以及协同仿真设计等研究内容,并最终完成多种功能电路和相应版图的设计与制作。可靠的芯片设计离不开准确的器件模型,为了提高芯片设计的成功率,文中第二章首先利用全波电磁仿真软件对GaAs基片上电容、电感以及过孔等无源结构建立精准电磁模型,仿真和实测数据对比表明所建立模型与厂家模型一致性很好。此外,文中还探讨并比较了厂家模型较少涉及的GSG（地-信号-地）焊盘模型。作为典型的收发控制器件,单刀双掷开关一直是系统设计的关键。文中第三章基于GaAs mHEMT工艺设计完成采用行波概念的E波段宽带SPDT开关,仿真结果具有良好的插损和隔离性能。文中另外设计并制作了基于PIN二极管的W波段单刀双掷开关,该开关模块设计是为了满足W级功率输入场景应用。文中第四章基于GaAs mHEMT工艺,设计完成基于GaAs mHEMT工艺的W波段六倍频单片。可为毫米波收发前端中提供稳定的本振信号,相比较于毫米波振荡器的方式,倍频器和高质量的低频段频率源相结合的方式具有更低的相位噪声和更高的灵活性。在设计过程中,采用器件精准电磁模型,结合平衡式电路结构设计,并进行有源放大,仿真结果表明,该款单片设计谐波抑制、变频增益和输出功率指标良好。低噪声放大器作为接收系统的关键部件,位于整个接收电路的前端,几乎决定了整个系统的噪声系数。文中第五章基于GaAs mHEMT工艺,设计完成两款W波段低噪声放大器单片,分别是微带传输线形式和共面波导传输线形式。仿真结果表明,两款芯片具有很好的传输特性。在毫米波前端系统中,发射端功率放大电路是系统的重要部件。本文最后一章基于GaAs mHEMT工艺,从提高输出功率和放大器线性度出发,选择合理的电路拓扑和器件结构,采用经典威尔金森二进制功分电路结构设计完成W波段功率放大器芯片。仿真结果显示该功率放大器具有很好的功率传输特性。
二、微波集成电路、毫米波集成电路（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微波集成电路、毫米波集成电路（论文提纲范文）
（1）毫米波单片集成混频器设计技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 毫米波概述 |
| 1.1.2 毫米波通信系统概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题简介 |
| 1.3.1 技术指标 |
| 1.3.2 论文简介 |
| 第2章 单片微波集成电路技术简介 |
| 2.1 MMIC基片材料类型 |
| 2.2 无源器件类型 |
| 2.3 有源器件类型 |
| 2.3.1 双极型晶体管 |
| 2.3.2 场效应晶体管 |
| 2.4 MMIC设计流程与工艺 |
| 2.4.1 MMIC设计流程 |
| 2.4.2 MMIC设计软件选择 |
| 2.4.3 MMIC工艺流程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 毫米波混频器原理 |
| 3.1 混频分类 |
| 3.1.1 二极管混频 |
| 3.1.2 电阻型场效应管混频 |
| 3.1.3 有源场效应管混频 |
| 3.2 电阻型场效应晶体管混频器简介 |
| 3.2.1 电阻型场效应管混频器基本原理 |
| 3.2.2 电阻型场效应管混频器的结构 |
| 3.3 镜像抑制混频器的原理 |
| 3.3.1 加装滤波器式镜像抑制混频器 |
| 3.3.2 相位平衡式镜像抑制混频器 |
| 3.4 混频器的技术指标 |
| 3.4.1 变频损耗 |
| 3.4.2 端口隔离度 |
| 3.4.3 镜像抑制度IRR |
| 3.4.4 噪声系数 |
| 3.4.5 交调系数 |
| 3.4.6 动态范围 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 Ka波段基波镜像抑制混频器 |
| 4.1 基波混频器基本设计方案 |
| 4.2 基波混频器件分析 |
| 4.3 Wilkinson功分器 |
| 4.4 Lange耦合器设计 |
| 4.5 整体电路版图设计和仿真 |
| 4.5.1 芯片整体电路设计 |
| 4.5.2 芯片仿真结果 |
| 4.6 本章小节 |
| 第5章 Ka波段二次谐波镜像抑制混频器 |
| 5.1 谐波混频器基本设计方案 |
| 5.1.1 谐波混频的理论基础 |
| 5.1.2 二谐波镜像抑制混频器的整体设计 |
| 5.2 二次谐波混频单元分析 |
| 5.3 电容加载式Marchand Balun设计 |
| 5.4 整体电路版图设计和仿真 |
| 5.4.1 芯片整体电路设计 |
| 5.4.2 芯片仿真结果 |
| 5.5 本章小节 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
（2）应用于毫米波相控阵天线一体化封装互连技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 垂直互连通孔研究现状 |
| 1.2.2 引线键合和倒装互连研究现状 |
| 1.2.3 毫米波封装天线研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 第二章 理论基础和封装互连模型 |
| 2.1 封装天线 |
| 2.1.1 封装天线简介 |
| 2.1.2 封装互连 |
| 2.2 微带传输线 |
| 2.3 微波S参数 |
| 2.4 W波段毫米波相控阵封装互连结构分析 |
| 2.5 KU波段四通道相控阵T/R多功能芯片封装互连结构分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 垂直互连通孔和金丝线键合互连模型搭建 |
| 3.1 多层介质基板垂直互连通孔模型搭建 |
| 3.1.1 定义变量 |
| 3.1.2 定义材料属性 |
| 3.1.3 构建金属层级 |
| 3.1.4 构建介质层 |
| 3.1.5 构建信号传输柱 |
| 3.1.6 创建信号激励模型 |
| 3.1.7 仿真设置 |
| 3.1.8 多层介质基板垂直互连通孔结构模型示意图 |
| 3.2 金丝线键合互连模型搭建 |
| 3.2.1 定义变量 |
| 3.2.2 定义材料属性 |
| 3.2.3 构建封装基岛 |
| 3.2.4 构建接地群 |
| 3.2.5 构建射频信号层 |
| 3.2.6 构建PCB板 |
| 3.2.7 构建裸片 |
| 3.2.8 构建封装LEAD |
| 3.2.9 构建芯片焊盘 |
| 3.2.10 设置信号激励端口 |
| 3.2.11 仿真设置 |
| 3.2.12 芯片封装模型示意图 |
| 第四章 多层介质基板垂直互连过孔结构的仿真研究和阻抗匹配 |
| 4.1 多层介质基板垂直互连过孔模型的分析 |
| 4.2 多层介质基板垂直互连通孔参数仿真分析 |
| 4.2.1 创建信号激励端口2 |
| 4.2.2 焊盘半径对仿真模型传输特性的影响 |
| 4.2.3 通孔半径对仿真模型传输特性的影响 |
| 4.3 多层介质基板垂直过孔互连的阻抗匹配及优化 |
| 4.3.1 阻抗匹配的基本理论 |
| 4.3.2 创建信号激励端口3 |
| 4.3.3 仿真垂直通孔模型结构 |
| 4.3.4 90GHZ时的微带线阻抗匹配设计 |
| 4.4 多层介质基板垂直过孔互连模型的完善 |
| 4.4.1 创建微带线1 |
| 4.4.2 创建微带线2 |
| 4.4.3 创建微带线3 |
| 4.4.4 最终模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 金丝线键合互连结构的微波特性 |
| 5.1 金丝线键合互连模型的分析 |
| 5.2 金丝线键合互连参数仿真分析及优化 |
| 5.2.1 构建一根射频信号键合金丝 |
| 5.2.2 地线键合金丝数量影响性能分析 |
| 5.2.3 射频信号键合金丝数量影响性能分析 |
| 5.2.4 射频信号键合金丝直径影响性能分析 |
| 5.2.5 射频信号键合金丝拱高影响性能分析 |
| 5.2.6 射频信号键合金丝跨度影响性能分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）Ku波段硅基相控阵收发组件关键技术研究与芯片设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 T/R组件及其子模块电路芯片国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题研究内容与难点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究难点 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第2章 幅相控制多功能芯片系统设计 |
| 2.1 有源相控阵收发系统结构分析 |
| 2.1.1 有源相控阵收发系统结构分析 |
| 2.1.2 收发组件芯片结构分析 |
| 2.2 幅相控制多功能芯片系统结构设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 无源器件研究与设计 |
| 3.1 电磁场仿真软件工具介绍 |
| 3.2 ADS路场混合仿真方法与工艺衬底建模 |
| 3.2.1 ADS路场混合仿真方法 |
| 3.2.2 工艺衬底建模 |
| 3.3 电感电磁场仿真方法研究与验证 |
| 3.4 无源巴伦研究与设计 |
| 3.4.1 巴伦主要指标 |
| 3.4.2 无源巴伦分析与设计 |
| 3.4.3 无源巴伦测试结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 Ku波段单刀双掷开关研究与设计 |
| 4.1 开关分类 |
| 4.2 开关主要性能指标 |
| 4.3 常见的单刀双掷开关电路结构 |
| 4.4 Ku波段单刀双掷开关分析与设计 |
| 4.4.1 Ku波段小线性度串并联单刀双掷开关电路设计 |
| 4.4.2 Ku波段小线性度串并联单刀双掷开关电路芯片测试结果 |
| 4.4.3 Ku波段线性度可调串并联单刀双掷开关电路设计 |
| 4.4.4 Ku波段线性度可调串并联单刀双掷开关电路芯片测试结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 Ku波段放大器电路研究与设计 |
| 5.1 放大器电路主要性能指标 |
| 5.2 SiGe HBT器件频率特性和噪声特性分析 |
| 5.2.1 SiGe HBT器件频率特性分析 |
| 5.2.2 SiGe HBT器件噪声特性分析 |
| 5.3 Ku波段SiGe HBT低噪声放大器电路研究与设计 |
| 5.3.1 SiGe HBT低噪声放大器电路分类 |
| 5.3.2 Ku波段SiGe HBT低噪声放大器电路分析与设计 |
| 5.3.3 Ku波段SiGe HBT低噪声放大器芯片测试结果 |
| 5.4 Ku波段功率放大器电路研究与设计 |
| 5.4.1 SiGe HBT功率放大器电路分类 |
| 5.4.2 Ku波段单级功率放大器电路分析与设计 |
| 5.4.3 Ku波段单级功率放大器芯片测试结果 |
| 5.4.4 Ku波段两级高增益功率放大器电路分析与设计 |
| 5.4.5 Ku波段两级高增益功率放大器芯片测试结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 Ku波段数控衰减器电路研究与设计 |
| 6.1 衰减器主要性能指标 |
| 6.2 衰减器电路结构分类 |
| 6.2.1 开关路径衰减器 |
| 6.2.2 分布式衰减器 |
| 6.2.3 开关T/Π型衰减器 |
| 6.2.4 X-型衰减器 |
| 6.3 Ku波段6 位数控衰减器分析与设计 |
| 6.4 Ku波段6 位数控衰减器芯片测试结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 Ku波段数控移相器电路研究与设计 |
| 7.1 移相器主要性能指标 |
| 7.2 移相器电路结构分类 |
| 7.2.1 开关线型移相器 |
| 7.2.2 加载线型移相器 |
| 7.2.3 高通-低通式移相器 |
| 7.2.4 放大器型移相器 |
| 7.3 Ku波段6 位数控移相器分析与设计 |
| 7.3.1 输入巴伦的设计 |
| 7.3.2 两级RC多相滤波器的设计 |
| 7.3.3 正交全通滤波器的设计 |
| 7.3.4 模拟差分加法器的设计 |
| 7.3.5 数模转换电路的设计 |
| 7.3.6 输出缓冲和有源巴伦电路的设计 |
| 7.3.7 插损补偿放大器的设计 |
| 7.3.8 10-18 GHz6 位数控移相器的设计 |
| 7.3.9 6-18 GHz6 位数控移相器的设计 |
| 7.4 Ku波段6 位数控移相器芯片测试结果 |
| 7.4.1 10-18 GHz6 位数控移相器芯片测试结果 |
| 7.4.2 6-18 GHz6 位数控移相器芯片测试结果 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 Ku波段幅相控制多功能芯片系统集成与测试 |
| 8.1 Ku波段幅相控制多功能芯片系统集成 |
| 8.2 系统集成芯片版图设计考虑 |
| 8.3 Ku波段幅相控制多功能芯片系统测试 |
| 8.3.1 接收链路测试结果 |
| 8.3.2 发射链路测试结果 |
| 8.3.3 Ku波段幅相控制多功能芯片系统测试结果 |
| 8.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第9章 总结与展望 |
| 9.1 总结 |
| 9.2 展望 |
| 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 攻读博士学位期间申请专利目录 |
| 致谢 |
（4）Ka频段基于微集成电路的OAM均匀圆形阵列天线研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作及内容安排 |
| 1.3.1 本文的主要工作 |
| 1.3.2 本文的内容安排 |
| 1.3.3 本文主要的创新点 |
| 第二章 微集成电路理论与设计 |
| 2.1 微集成电路技术 |
| 2.2 传输线基本原理 |
| 2.2.1 微带线 |
| 2.2.2 带状线 |
| 2.3 微集成电路中垂直过渡段的设计与实现 |
| 2.3.1 微带到微带的垂直过渡 |
| 2.3.1.1 金属过孔型 |
| 2.3.1.2 缝隙耦合型 |
| 2.3.2 微带到带状线的垂直过渡 |
| 2.3.2.1 金属过孔型 |
| 2.3.2.2 缝隙耦合型 |
| 2.3.3 带状线到带状线的垂直过渡 |
| 2.3.3.1 金属过孔型 |
| 2.3.3.2 缝隙耦合型 |
| 2.4 微集成电路中功分单元的设计与实现 |
| 2.4.1 微带线T形功率分配/合成器 |
| 2.4.2 带状线T形功率分配/合成器 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 轨道角动量电磁波的原理与设计 |
| 3.1 轨道角动量基本理论 |
| 3.1.1 轨道角动量简介 |
| 3.1.2 轨道角动量的正交性 |
| 3.1.3 轨道角动量的产生方法 |
| 3.2 均匀圆形阵列的轨道角动量理论 |
| 3.3 贴片单元天线的设计 |
| 3.3.1 线极化贴片天线 |
| 3.3.2 左旋圆极化贴片天线 |
| 3.3.3 右旋圆极化贴片天线 |
| 3.4 均匀圆形贴片阵列天线的设计 |
| 3.4.1 线极化贴片单元组成的传统型均匀圆形阵列天线 |
| 3.4.2 线极化贴片单元组成的连续旋转型均匀圆形阵列天线 |
| 3.4.3 圆极化贴片单元组成的传统型均匀圆形阵列天线 |
| 3.4.4 圆极化贴片单元组成的连续旋转型均匀圆形阵列天线 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 馈电网络的研究与设计 |
| 4.1 基于微带T型功分的馈电网络的设计 |
| 4.2 基于介质腔体耦合的新型微带功分网络的设计 |
| 4.2.1 层叠的设计 |
| 4.2.2 输入电路的设计 |
| 4.2.3 腔体的设计 |
| 4.2.4 输出电路的设计 |
| 4.2.5 新型微带一分八功分网络的整体设计 |
| 4.3 阵列天线与馈电网络的联合仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）毫米波宽带低噪声放大器的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 毫米波简介与应用 |
| 1.2 国内外毫米波宽带低噪放研究进展 |
| 1.3 论文研究背景和意义 |
| 1.4 论文主要内容及组织结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 低噪声放大器基本原理 |
| 2.1 主要噪声源 |
| 2.1.1 内部噪声源 |
| 2.1.2 外部噪声源 |
| 2.1.3 低噪声设计 |
| 2.2 低噪声放大器的主要技术指标 |
| 2.2.1 增益 |
| 2.2.2 噪声系数 |
| 2.2.3 三阶交调 |
| 2.2.4 1dB压缩点 |
| 2.2.5 稳定性 |
| 2.3 低噪放关键技术 |
| 2.3.1 增益提高技术 |
| 2.3.2 噪声相消技术 |
| 2.3.3 优化匹配 |
| 2.4 传统宽带放大器结构 |
| 2.4.1 分布式放大器 |
| 2.4.2 平衡式放大器 |
| 2.4.3 反馈式放大器 |
| 2.5 毫米波宽带低噪声放大器 |
| 2.5.1 Cascode增益分析 |
| 2.5.2 Cascode噪声分析 |
| 2.5.3 宽带匹配 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 51-99GHz宽带低噪声放大器的研究与设计 |
| 3.1 低噪放设计 |
| 3.1.1 设计指标 |
| 3.1.2 拓扑结构 |
| 3.1.3 晶体管选择 |
| 3.1.4 最小噪声匹配 |
| 3.1.5 增益平衡 |
| 3.1.6 稳定性分析 |
| 3.2 版图设计 |
| 3.2.1 电感 |
| 3.2.2 电容 |
| 3.2.3 电阻 |
| 3.2.4 传输线 |
| 3.2.5 PAD |
| 3.2.6 版图 |
| 3.3 电路仿真 |
| 3.3.1 仿真软件 |
| 3.3.2 仿真结果 |
| 3.3.3 结果对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 95-127GHz宽带低噪声放大器设计 |
| 4.1 原理图设计 |
| 4.1.1 设计指标 |
| 4.1.2 拓扑结构 |
| 4.1.3 匹配电路 |
| 4.2 版图设计 |
| 4.2.1 巴伦设计 |
| 4.2.2 匹配电路仿真 |
| 4.2.3 版图 |
| 4.3 电路仿真 |
| 4.3.1 仿真结果 |
| 4.3.2 结果对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
（6）8毫米T/R组件的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.3 当前T/R组件的发展 |
| 1.4 课题研究目标及主要研究内容 |
| 第二章 8毫米T/R组件的设计方案 |
| 2.1 T/R组件的工作原理 |
| 2.1.1 收发支路分离结构 |
| 2.1.2 收发共用移相器结构 |
| 2.1.3 Common Leg结构 |
| 2.2 T/R 组件的主要技术参数 |
| 2.2.1 发射输出功率 |
| 2.2.2 杂散抑制度 |
| 2.2.3 接收噪声系数 |
| 2.2.4 接收增益 |
| 2.2.5 带内增益平坦度 |
| 2.2.6 接收P-1 输出功率 |
| 2.2.7 衰减控制 |
| 2.2.8 移相控制 |
| 2.3 T/R组件设计方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 射频有源电路的设计与仿真 |
| 3.1 发射支路设计与仿真 |
| 3.1.1 移相器 |
| 3.1.2 放大链路放大器 |
| 3.1.3 发射支路级联仿真 |
| 3.2 接收支路设计与仿真 |
| 3.2.1 限幅器 |
| 3.2.2 低噪声放大器 |
| 3.2.3 接收支路链路仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 射频无源电路与电源控制电路设计 |
| 4.1 微带传输线 |
| 4.2 微带—波导过渡设计 |
| 4.2.1 波导接口设计分析 |
| 4.2.2 电路仿真及样件测试 |
| 4.3 电源控制电路的设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结构设计及组件实现 |
| 5.1 结构设计 |
| 5.2 热设计 |
| 5.3 微组装过程及组件实现 |
| 5.4 电磁兼容性设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 测试结果及分析 |
| 6.1 组件测试结果 |
| 6.2 研制问题分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结束语 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 下一步研究方向 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）硅基毫米波功率放大器及低噪声放大器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 论文主要内容及结构 |
| 第二章 硅基毫米波集成电路基础 |
| 2.1 毫米波放大器的性能指标 |
| 2.1.1 输出功率 |
| 2.1.2 效率和功率附加效率 |
| 2.1.3 增益 |
| 2.1.4 稳定性 |
| 2.1.5 线性度 |
| 2.1.6 噪声系数 |
| 2.1.7 输入输出匹配 |
| 2.2 CMOS毫米波有源器件 |
| 2.3 CMOS毫米波电路设计的无源器件 |
| 2.4 功率放大器的分类 |
| 2.5 功率合成器 |
| 2.5.1 威尔金森(Wilkinson)合成器 |
| 2.5.2 片上变压器作为功率合成器 |
| 2.6 硅基毫米波集成电路设计流程 |
| 2.7 总结 |
| 第三章 60GHz功率放大器芯片的设计 |
| 3.1 工艺选择 |
| 3.2 放大器的基本结构 |
| 3.3 功率放大器静态工作点的选择 |
| 3.4 功率放大器电路分析 |
| 3.4.1 第一级电路分析 |
| 3.4.2 第二、三级电路分析 |
| 3.5 无源部分仿真 |
| 3.5.1 电磁仿真软件介绍 |
| 3.5.2 片上变压器设计及仿真 |
| 3.6 负载牵引(load pull)仿真 |
| 3.7 功率放大器的版图 |
| 3.8 后仿真 |
| 3.8.1 后仿真电路 |
| 3.8.2 输出级仿真结果 |
| 3.8.3 输出级和中间级联合仿真结果 |
| 3.8.4 整个电路的仿真结果 |
| 3.9 总结 |
| 第四章 Ka波段低噪声放大器芯片的设计 |
| 4.1 低噪声放大器整体电路框架 |
| 4.1.1 电路结构分析 |
| 4.1.2 输入输出阻抗匹配 |
| 4.2 无源部分设计 |
| 4.2.1 电感 |
| 4.2.2 电容 |
| 4.2.3 传输线 |
| 4.2.4 电磁仿真 |
| 4.3 低噪声放大器版图 |
| 4.4 后仿真 |
| 4.4.1 后仿真电路 |
| 4.4.2 后仿真结果 |
| 4.5 总结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在读期间研究成果简介 |
| 致谢 |
（8）微波毫米波集成元器件与电路研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| §1 相关领域研究背景 |
| §2 相关领域的研究现状 |
| §3 论文的研究目标和主要内容 |
| 参考文献 |
| 第一章 准平面正交模耦合器和双极化阵列 |
| §1.1. 研究背景介绍 |
| §1.2. 准平面正交模耦合器 |
| §1.2.1. 准平面正交模耦合器的分析与设计 |
| §1.2.2. 基于准平面正交模耦合器的双极化天线 |
| §1.2.3. 基于准平面正交模耦合器的双极化天线测试 |
| §1.3. 准平面双极化天线阵列 |
| §1.3.1. 双极化天线单元设计 |
| §1.3.2. 1×2与 1×8 双极化天线阵 |
| §1.3.3. 准平面 1×8 双极化阵列 |
| §1.4. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 极化选择双极化透镜 |
| §2.1. 研究背景介绍 |
| §2.2. 极化选择透镜设计 |
| §2.2.1. 初级馈源喇叭的设计 |
| §2.2.2. 极化选择移相单元的分析与设计 |
| §2.2.3. 极化选择透镜的分析与设计 |
| §2.2.4. 极化选择透镜测试 |
| §2.3. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 小型化滤波器设计 |
| §3.1. 小型化QMSIW滤波器设计 |
| §3.1.1. 小型化QMSIW谐振腔 |
| §3.1.2. 四阶滤波器设计 |
| §3.1.3. 六阶滤波器设计 |
| §3.2. 多通带滤波器设计 |
| §3.2.1. 多通带单元设计与分析 |
| §3.2.2. 多通带滤波器设计 |
| §3.3. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 小型化馈电网络与阵列天线 |
| §4.1. 基于小型化环形耦合器的单脉冲天线设计 |
| §4.1.1. 小型化宽带环形耦合器设计 |
| §4.1.2. 平面八木单元设计 |
| §4.1.3. 单脉冲天线阵列设计 |
| §4.1.4. 低旁瓣天线阵列设计 |
| §4.2. 双频滤波天线设计 |
| §4.2.1. 双频滤波馈电网络设计 |
| §4.2.2. 双频天线设计 |
| §4.2.3. 双频滤波天线测试 |
| §4.3. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 微波毫米波集成电路 |
| §5.1. 研究背景介绍 |
| §5.2. 毫米波GaAs多功能芯片设计 |
| §5.2.1. 芯片电路结构分析 |
| §5.2.2. 倍频器设计 |
| §5.2.3. 驱动放大器设计 |
| §5.2.4. 本振滤波器设计 |
| §5.2.5. 混频器设计 |
| §5.2.6. 射频滤波器设计 |
| §5.2.7. 总体版图设计与芯片测试 |
| §5.3. 毫米波GaN无源元器件设计 |
| §5.3.1. 片上SIW传输线 |
| §5.3.2. 片上HMSIW滤波器设计 |
| §5.3.3. 硅基GaN无源元器件测试 |
| §5.4. 宽带GaN开关设计 |
| §5.5. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 结论与展望 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（9）2436 GHz硅基宽带频率源关键技术研究与芯片设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 微波毫米波频率源国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题的研究内容与难点 |
| 1.3.1 研究内容和设计指标 |
| 1.3.2 研究难点 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 参考文献 |
| 第2章 24~36 GHz宽带频率源系统结构设计 |
| 2.1 频率源的主要性能指标 |
| 2.2 微波毫米波频率源系统结构分析 |
| 2.2.1 基于基频VCO的 PLL结构 |
| 2.2.2 基于N推式VCO的 PLL结构 |
| 2.2.3 级联倍频器的PLL结构 |
| 2.2.4 级联注入锁定振荡器的PLL结构 |
| 2.2.5 本文所采用的频率源系统结构 |
| 2.3 频率源系统的相位噪声分析 |
| 2.4 频率源系统的环路参数分析 |
| 2.4.1 VCO的调谐增益与相位噪声 |
| 2.4.2 环路带宽和环路滤波器设计 |
| 2.4.3 环路参数设计小结 |
| 2.5 频率源系统的行为级仿真验证 |
| 2.5.1 频域模型的行为级仿真 |
| 2.5.2 时域模型的行为级仿真 |
| 2.5.3 行为级仿真结果小结 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 24~36 GHz宽带压控振荡器研究与设计 |
| 3.1 压控振荡器关键指标 |
| 3.2 微波毫米波压控振荡器研究现状 |
| 3.3 微波毫米波压控振荡器结构分析 |
| 3.3.1 环形振荡器 |
| 3.3.2 交叉耦合振荡器 |
| 3.3.3 Colpitts振荡器 |
| 3.3.4 本文所采用的压控振荡器结构 |
| 3.4 24 ~36 GHz宽带压控振荡器的分析 |
| 3.4.1 相位噪声模型分析 |
| 3.4.2 相位噪声优化分析 |
| 3.4.3 可切换偏置电流技术分析 |
| 3.5 24 ~36 GHz宽带压控振荡器的设计 |
| 3.5.1 VCO核优化设计 |
| 3.5.2 选择器优化设计 |
| 3.5.3 VCO阵列版图布局 |
| 3.6 芯片测试结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 24~36 GHz宽带二分频器研究与设计 |
| 4.1 分频器关键指标 |
| 4.2 微波毫米波二分频器研究现状 |
| 4.3 微波毫米波二分频器结构分析 |
| 4.3.1 静态分频器 |
| 4.3.2 米勒分频器 |
| 4.3.3 基于LC振荡器的注入锁定分频器 |
| 4.3.4 基于环形振荡器的注入锁定分频器 |
| 4.3.5 本文所采用的二分频器结构 |
| 4.4 24 ~36 GHz宽带二分频器的分析 |
| 4.4.1 延迟单元双极点模型分析 |
| 4.4.2 环形振荡器注入锁定模型分析 |
| 4.4.3 分频范围拓展技术分析 |
| 4.5 24 ~36 GHz宽带二分频器的设计 |
| 4.5.1 电路参数优化设计 |
| 4.5.2 版图布局优化设计 |
| 4.6 芯片测试结果与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 12~18 GHz宽带可编程分频器研究与设计 |
| 5.1 微波毫米波可编程分频器研究现状 |
| 5.2 微波毫米波可编程分频器结构分析 |
| 5.2.1 基于2/3 分频器级联的可编程分频器 |
| 5.2.2 基于脉冲吞咽计数器的可编程分频器 |
| 5.2.3 本文所采用的可编程分频器结构 |
| 5.3 12 ~18 GHz宽带可编程分频器的分析 |
| 5.3.1 CML锁存器电路分析 |
| 5.3.2 内嵌逻辑门技术分析 |
| 5.3.3 TSPC触发器电路分析 |
| 5.4 12 ~18 GHz宽带可编程分频器的设计 |
| 5.4.1 双模分频器设计 |
| 5.4.2 脉冲和吞咽计数器设计 |
| 5.4.3 可编程分频器版图布局 |
| 5.5 芯片测试结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 50 MHz鉴频鉴相器和电荷泵研究与设计 |
| 6.1 鉴频鉴相器和电荷泵关键指标 |
| 6.2 鉴频鉴相器和电荷泵研究现状 |
| 6.3 鉴频鉴相器和电荷泵结构分析 |
| 6.3.1 传统型PFD |
| 6.3.2 预充电型PFD |
| 6.3.3 边沿触发型PFD |
| 6.3.4 本文所采用的PFD结构 |
| 6.3.5 单端电荷泵 |
| 6.3.6 差分电荷泵 |
| 6.3.7 本文所采用的电荷泵结构 |
| 6.4 50 MHz鉴频鉴相器和电荷泵的分析 |
| 6.4.1 鉴频鉴相器非理想因素分析 |
| 6.4.2 电荷泵非理想因素分析 |
| 6.4.3 电荷泵等效噪声电流分析 |
| 6.5 50 MHz鉴频鉴相器和电荷泵的设计 |
| 6.5.1 鉴频鉴相器设计 |
| 6.5.2 电荷泵设计 |
| 6.5.3 鉴频鉴相器和电荷泵级联设计 |
| 6.6 芯片测试结果与分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 24~36 GHz宽带频率源系统集成与测试 |
| 7.1 频率源系统集成 |
| 7.1.1 模块级联方式 |
| 7.1.2 减少信号间的耦合 |
| 7.1.3 确保直流与交流路径的独立 |
| 7.1.4 减小键合线的影响 |
| 7.2 频率源系统测试 |
| 7.2.1 直流功耗测试 |
| 7.2.2 频率范围测试 |
| 7.2.3 相位噪声测试 |
| 7.2.4 输出功率测试 |
| 7.2.5 参考杂散测试 |
| 7.2.6 锁定时间测试 |
| 7.2.7 测试小结 |
| 7.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 攻读博士学位期间申请专利目录 |
| 致谢 |
（10）毫米波前端关键功能单片设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 毫米波开关电路 |
| 1.2.2 毫米波倍频单片集成电路 |
| 1.2.3 毫米波宽带低噪声放大器 |
| 1.3 论文研究内容及意义 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 EM建模与仿真 |
| 2.1 无源器件的建模 |
| 2.1.1 GaAs mHEMT工艺介绍 |
| 2.1.2 电容器的EM建模 |
| 2.1.3 电感器的EM建模 |
| 2.1.4 过孔的EM模型 |
| 2.1.5 微带线的EM模型 |
| 2.1.6 CPW结构的EM模型与仿真 |
| 2.2 有源器件寄生参量的提取 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 毫米波单刀双掷开关的设计 |
| 3.1 基于PIN二极管的W波段单刀双掷开关的设计 |
| 3.1.1 PIN二极管的EM模型 |
| 3.1.2 PIN管 SPDT电路设计 |
| 3.1.3 PIN二极管SPDT模块设计及测试 |
| 3.2 基于GaAs m-HEMT器件的E波段行波式单刀双掷开关的设计 |
| 3.2.1 HEMT开关器件工作原理 |
| 3.2.2 开关电路相关参数的讨论分析 |
| 3.2.3 SPDT仿真结果与版图 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于GaAs m-HEMT工艺的W波段六倍频器设计 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 电路设计 |
| 4.3 研究结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于GaAs mHEMT工艺的W波段宽带LNA设计 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.3 基于微带线的W波段宽带LNA设计 |
| 5.3.1 电路设计 |
| 5.3.2 电路封装及测试 |
| 5.4 基于共面波导的W波段宽带LNA设计 |
| 5.4.1 电路设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于GaAs m-HEMT工艺的W波段功率放大器设计 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 基于Wilkinson功率合成与分配器的功率放大器设计 |
| 6.2.1 晶体管的选择与链路计算 |
| 6.2.2 电路设计 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
四、微波集成电路、毫米波集成电路（论文参考文献）
- [1]毫米波单片集成混频器设计技术研究[D]. 周猛. 云南师范大学, 2021(08)
- [2]应用于毫米波相控阵天线一体化封装互连技术研究[D]. 孟凡. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]Ku波段硅基相控阵收发组件关键技术研究与芯片设计[D]. 罗磊. 东南大学, 2021(02)
- [4]Ka频段基于微集成电路的OAM均匀圆形阵列天线研究[D]. 周震. 电子科技大学, 2020(07)
- [5]毫米波宽带低噪声放大器的研究与设计[D]. 刘贤栋. 杭州电子科技大学, 2020(02)
- [6]8毫米T/R组件的设计与实现[D]. 陈新. 电子科技大学, 2019(04)
- [7]硅基毫米波功率放大器及低噪声放大器设计[D]. 杨倩. 成都信息工程大学, 2019(05)
- [8]微波毫米波集成元器件与电路研究[D]. 聂星河. 东南大学, 2019
- [9]2436 GHz硅基宽带频率源关键技术研究与芯片设计[D]. 程国枭. 东南大学, 2019(05)
- [10]毫米波前端关键功能单片设计研究[D]. 任乾男. 东南大学, 2019(06)