用于片上六端口网络分析仪的亚毫米波关键集成电路研究

摘要

近年来，基于先进传感器系统和微量样本应用于研究分析生化试剂，单个的细胞，和生物大分子以及生物组织等的非入侵式无标签分析技术正受到专家学者越来越多的关注。与此同时，相应的射频片上分析系统和片上实验室的研究一直都属于科技前沿技术，而作为片上实验室的功能电路，集成片上网络分析仪的研究也成为了业界关注的焦点。
　　本文通过整理分析相关文献，总结了片上六端口网络分析仪和片上共面波导带通滤波器以及亚毫米波硅基集成电路的国内外研究现状。提出了基于倍频链路适用于亚毫米波325~500 GHz频段的六端口网络分析仪电路结构，并分析系统对各模块电路提出了相应的技术指标要求。又基于TSMC90 nm CMOS工艺设计并分析了共面波导及其不连续性结构，归纳了相应结构的特性随几何结构变化的规律。而且针对亚毫米波倍频链路谐杂波抑制的应用要求，重点设计并分析了并联短路短截线型和并联短路以及开路短截线型两种结构形式的共面波导带通滤波器。最后，设计并分析了作为倍频链路第一级倍频应用的宽频带毫米波有源倍频器。理论研究与仿真实现的所有关键集成电路与预期指标相吻合，并且对于构建亚毫米波片上六端口网络分析仪完整系统具有重要的价值。

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１ 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要工作及结构安排

2 亚毫米波六端口网络分析仪工作原理

2.1 亚毫米波六端口网络分析仪的技术指标

2.2 亚毫米波六端口网络分析仪的系统结构

2.3 亚毫米波系统对功能电路模块的需求分析

2.4 亚毫米波系统链路预算

2.5 论文重点研究的功能电路模块

2.6 本章小结

3 片上共面波导及不连续性结构

3.1 片上共面波导及不连续性结构理论

3.2 片上共面波导传输线及不连续性结构设计

3.3 片上共面波导及不连续性结构仿真分析

3.4 本章小结

4 倍频链路带通滤波器设计

4.1 倍频链路带通滤波器的理论设计

4.2 并联短路短截线型滤波器仿真分析

4.3 并联短路及开路短截线型滤波器仿真分析

4.4 本章小结

5 宽频带毫米波有源倍频器

5.1宽频带毫米波有源倍频器理论设计

5.2宽频带毫米波有源倍频器仿真分析

5.3本章小结

结论

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文及研究成果