| 题名 | 全芯片集成毫米波前端及其关键MMIC芯片技术研究 |
| 作者 | 王闯 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-01-18 |
| 授予单位 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 授予地点 | 上海微系统与信息技术研究所 |
| 导师 | 孙晓玮 |
| 关键词 | 毫米波宽带低噪声放大器 芯片级电磁仿真 混合环混频器 FMCW雷达前端 毫米波辐射计 |
| 其他题名 | The Technology Study of Millimeter Wave Front-end integrated with Multi-chips and Key Millimeter Monolithic lntegrated Circuit |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 中文摘要 | 随着微电子工艺技术的发展，微波单片集成电路（MMIC）逐渐向频率高端发展，已经发展到毫米波频段，为雷达系统的小型化提供了很好的前景。本文重点研究了毫米波集成电路（MMIC）芯片的设计方法及其全芯片集成雷达前端关键技术，并利用研制成功的MMIC芯片进行了雷达前端集成，得到了较好的实验结果。 本文首先分析了宽带低噪声放大器的设计方法,重点分析了宽带低噪声放大器的输入匹配机制，提出了感性阻抗和容性阻抗相结合的宽带放大器设计方法；对低频容性阻抗进行失配设计，获得宽带内平坦且正斜率的增益特性；从理论上分析了采用源极反馈电感，可同时改善宽带内的输入驻波和噪声特性。研制成功利用Ka波段MMIC低噪声放大器（26-40GHz）有很好的驻波、噪声和增益性能，与国外同类芯片指标比较，达到了国际先进水平。同时提出了一种全芯片的电磁场仿真技术，很好的预测了电路高频端的电磁场耦合效应。 其次，详细分析了混合环混频器的工作原理，给出了一种新的混合环的电路分析方法，利用该分析方法设计的毫米波混频器测试结果和仿真结果吻合很好，说明该设计方法有效可行，毫米波环形混频器电路在较低的本振功率的情况下获得较小的变频损耗，成功应用在实际毫米波雷达前端中。 另外，结合雷达前端系统需求，研究了毫米波宽带中功率放大器的设计与测试方法，采用源级串联反馈和电阻并联反馈式结构，研制了K波段高性能的中功率放大器。最后给出了毫米波功率放大器芯片级电磁仿真验证方法，并对电路进行了验证。 通过对单天线雷达前端和双天线雷达前端指标的详细计算和对比分析，采用自行研制的雷达专用MMIC芯片，采用先进的MCM集成工艺，对小型毫米波雷达前端进行集成和测试，实验结果表明，毫米波雷达前端的设计与芯片的集成达到了很好雷达探测目标，由于采用了双天线结构，提高了雷达总体性能。 在第六章详细推导了直接检波式全功率辐射计各个元件对系统噪声温度的影响，实验研究了基于高性能的毫米波低噪声放大器芯片，设计高增益放大器模块，取得了很好的实验结果。 第七章重点研究了MMIC芯片的在片测试技术，详细分析了各种校准技术的特点和应用范围，对微波测试校准有很好的指导作用。本章最后给出了一个新型的无通孔接地的CPW到微带的转换，实现了芯片到微带级联的系统在片测试。 为了系统的更小型化，全芯片集成和片上系统（SOC）是下一步的发展方向，文章最后，对SOC芯片的研究提出了展望。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-06 |
| 页码 | 112 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sim.ac.cn/handle/331004/83445]  |
| 专题 | 上海微系统与信息技术研究所_微系统、冶金所学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王闯. 全芯片集成毫米波前端及其关键MMIC芯片技术研究[D]. 上海微系统与信息技术研究所. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所. 2007. |
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