随着集成电路技术的快速发展,通信电路已经发展到越来越高的频域。在无线通信领域,数据传输对无线信道容量和传输速率提出了更高的要求。毫米波具有宽带宽,良好的方向性等优点,可以满足高速数据传输的需要。毫米波接收电路作为无线通信系统的重要组成部分,其性能的好坏在整个系统中起到了至关重要的作用。本文采用InP HEMT工艺,主要围绕D波段接收机电路及其宽带应用进行了研究。首先,从InP HEMT器件入手,对其结构和特点进行分析,在此基础上介绍了几种电路设计过程中常用的无源器件并对三种常见接收机的优缺点进行了比较。本文将以低噪声放大器和混频器为核心电路进行接收机电路的设计。根据电路设计方案,本文基于InP HEMT工艺设计了两款D波段低噪声放大器电路。低噪声放大器采用共源放大电路作为基本电路结构,第一级电路采用最小噪声匹配,后几级电路从增益的角度考虑采用共轭匹配的方法进行电路设计。针对电路稳定性问题,文中主要采用了两种提高稳定性的方法:一是在直流偏置电路中加入电阻和电路中的旁路电容构成低通滤波电路,吸收掉低频较高的增益,防止电路在低频处产生自激,造成电路不稳定;另一种方法是在管子的栅极和漏极之间加入阻容串联网络,利用反馈电路提高电路稳定性。四级低噪声放大器电路的芯片尺寸为1×0.62mm2,在110GHz到160GHz频带内,实现了增益大于15dB,噪声系数小于4.5dB。为了提高电路增益,在此基础上又设计了一款五级低噪声放大器电路,电路尺寸为1.2×0.62mm2。五级电路的反馈网络与四级电路的电容反馈网络有所不同,采用的是阻容串联反馈网络。仿真结果表明,在120GHz到150GHz频带范围内五级电路实现了增益大于20dB。与四级低噪放相比,五级低噪声放大器电路在宽带内实现了更高的增益。针对下变频电路,本文采用0.5μm InP HEMT设计了一款D波段单端阻性混频器电路。为了实现大带宽和低转换损耗,本振和射频端口都采用了开路微带线进行匹配电路的设计,中频端低通滤波电路则是由串联微带线和并联的接地电容构成,芯片尺寸为0.4×0.5mm2。仿真结果显示,在整个D波段内实现了转换增益为-13.5～-9.7dB。与同频段同类型的电路结构相比,本设计在带宽和转换损耗上具有一定的优势。最后,在设计完成低噪声放大器和混频器电路的基础上,将这两部分电路级联完成了一款D波段接收机电路设计。整个接收机电路版图仿真结果显示,该电路在120GHz到150GHz频带范围内转换增益为7-10dB,噪声系数小于12dB,电路尺寸为1.4××0.62mm2,电路指标基本达到预期要求。本文基于InP HEMT工艺分别设计了一款D波段低噪声放大器电路、混频器电路以及接收机电路,对毫米波通信电路的设计和发展具有一定的借鉴意义和应用价值。