毫米波CMOS肖特基势垒二极管混频器设计

摘要

目前毫米波、亚毫米波在工业、医学、天文学、安全与国防等领域中已具有巨大而广泛的应用价值,不容忽视。与其它频段的电磁波相比,具有其独特的优势。混频器是毫米波、亚毫米波接收机的重要组件,在通信、雷达、遥感技术、波谱检测等诸多方面有着广泛的应用。
　　本文系统的介绍了所设计的混频器的理论方法,电路结构以及特性。在此论文中,采用130nm标准CMOS工艺设计一种无源肖特基势垒二极管混频器。此混频器电路包括反向并联肖特基势垒二极管对和基于互补型传导传输线设计的环形耦合器两个主要部分。由于肖特基势垒二极管具有优良的高频特性,因此可以在高频下利用其非线性实现混频。电路中的传输线均采用互补型传导传输线,这种传输线具有近横向电磁模(Quasi-TEM)的波导特性并具有在二维布局缩小尺寸的能力,并且相对于微带线CCS传输线具有更宽广的特性阻抗范围。利用此种传输线设计环形耦合器来实现信号合成过程。
　　论文中报道了本振信号频率在94 GHz,142.5 GHz,340 GHz基于肖特基势垒二极管与环形耦合器的混频器电路。在本振信号的功率为0 dBm时,对于94 GHz,142.5 GHz,340 GHz的肖特基势垒二极管混频器,电路的变频损耗分别为16.5 dB,16.9 dB,21.2 dB。在本振信号的功率为10 dBm时,对于94 GHz,142.5 GHz,340 GHz的肖特基势垒二极管混频器,电路的变频损耗分别为14.4 dB,14.1 dB,15.6 dB。

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第一章 前言

1.1毫米波介绍

1.2毫米波检测技术研究现状

1.3混频器介绍

1.4论文结构

第二章 传输线理论

2.1传输线集总元件等效模型

2.2传输线特性

2.3基于S参数的传输线特性

2.4源与负载失配

2.5阻抗匹配

第三章 混频器理论

3.1混频器

3.2混频原理

3.3混频电路分类

3.4混频电路性能参数

第四章 CMOS肖特基势垒二极管混频器

4.1 CMOS肖特基势垒二极管

4.2互补型传导传输线 (CCS TL)

4.3 180?hybrid

4.4混频器结构

4.5混频器性能参数

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢