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近年来,随着毫米波集成电路的发展,使得毫米波雷达在不断地小型化,成本也在不断地降低,因此毫米波雷达技术的应用在汽车雷达、生物医疗、未来移动通信领域也越来越多。本文着重于研究毫米波雷达传感器信号接收链路中的关键部件:天线和低噪声放大器。如何设计高性能、高集成度、低成本、小型化的毫米波雷达传感器接收前端电路是一个重要的研究课题。 首先为了减小标准普通喇叭天线的尺寸,本文设计并加工测试了一款基于超材料平面透镜的圆锥喇叭天线。利用超材料相对介电常数小于1的特性,设计了基于金属网格超材料结构单元,其整体的相对介电常数在所工作频段接近于0,有着良好的均匀化喇叭口相位分布的作用。基于此超材料结构单元,设计了并改进了一种超材料平面透镜。实测结果表明在77GHz附近,该改进的超材料平面透镜喇叭天线相对于同尺寸的标准喇叭天线,其增益能提高3.5dB左右。而相较于同频段同增益的标准圆锥喇叭天线其长度缩短了近一半。因此,本文设计的超材料喇叭天线具有高性能、小型化、低成本的优点。 由于CMOS集成电路工艺在高频领域有高噪声、低线性度、低饱和输出功率的缺点,因此本文采用0.10μm GaAs p-HEMT工艺设计了一款V波段的低噪声放大器。该低噪声放大器采用电流复用结构,相比于普通串联级联结构的放大器,该结构能降低放大器的一半功耗,并且其噪声系数仍然保持在一个较优的水平。测试结果表明,该低噪放具有高增益、低噪声系数、低功耗、高集成度等优点,芯片的面积仅有2*0.7mm2,其峰值增益在58.4GHz达到28.5dB,噪声系数仅为2.8dB,功耗为20mW,满足前期对高性能设计预期。