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目前，毫米波通信正成为下一代宽带无线通信的研究热点。本文主要针对毫米波室内短距高速无线通信系统和机舱内短距无线接入系统，研究其多通道毫米波集成前端技术，包括高集成度低成本毫米波混合集成电路方案、关键有源器件与模块、无源器件和天线等。全文共分为以下六章: 第一章为绪论，介绍论文的相关研究背景和主要研究内容。 第二章研究毫米波低相位噪声频率源技术。提出了一种新型高Q值基片集成波导(SIW)有源谐振器，并在此基础上设计研制了低相噪的振荡器。在振荡器设计过程中，提出一种PNC优化法优化振荡器的相位噪声。实验验证了新型SIW振荡器具有非常低的相位噪声。提出了一种高Q值SIW可调谐振器，理论分析了其调谐带宽的影响因素，并在此基础上设计研制了低相噪的SIW压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator）。此外，针对近期提出的我国毫米波超高速无线通信标准Q-LINKPAN/IEEE802.11 aj(45GHz)国际标准，研发了Q波段低相噪宽带调谐毫米波频率源。相关研究成果已在国际核心刊物IEEE Microwave and Wireless Components Letters、IET Microwaves,Antennas andPropagation和IET Electronics Letters上发表。 第三章研究毫米波单片集成混频器。采用WIN半导体0.15μm GaAs pHEMT工艺，设计了Q波段（针对Q-LINKPAN标准）双平衡Diode-ring和STAR I/Q混频器。与传统混频器端口匹配方法相比，提出的新型二极管匹配方法能够有效展宽混频器的工作频带，减少二极管失配时本振信号在巴伦/变压器上的多次反射。基于巴伦匹配法设计了Q波段STAR结构的I/Q混频器。相关研究成果将在2014 IEEE International WirelessSymposium(IWS2014)上发表。 第四章研究毫米波混合集成电路中的无源结构和天线。针对系统需求，设计了感性窗SIW滤波器、多层板间射频信号传输过孔和印刷对数周期双极天线(PLPDA)。采用的SIW接口技术实现了平面SIW结构在毫米波频段低成本、高性能级联方案。此外，针对高集成度天线一体化射频系统在测试中遇到的问题，提出了一种新型的基片集成同轴线(SICL)弱耦合倍频程定向耦合器，并进行了实验验证。相关研究成果在2012Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings(APMC2012)上发表。 第五章针对Q-LINKPAN/IEEE802.11 aj(45GHz)标准，设计实现了Q波段混合集成收发前端。测试结果表明，研制的Q波段宽带毫米波前端距离0.5m时，单个射频通道在540MHz信道带宽内可以支持832Mbps速率信号传输(BER=10-6);若结合相应基带电路可以支持4×4 MIMO短距宽带接入应用，从而支持多Gbps的无线传输。 第六章主要针对机舱内毫米波短距接入业务，设计了Ka波段高集成度四通道MIMO射频系统。该多通道毫米波收发信机工作在37～38GHz，整板达到了较高的电路集成度，包括四副毫米波SIW天线、四通道毫米波收发射频前端、四通道中频收发信机、毫米波本振源等。经测试该四通道毫米波系统配合相应的基带电路后，可以支持4×4 MIMO无线通信。相关研究成果发表在国际刊物Microwaves& RF上。