论文部分内容阅读
低噪声放大器(LNA)和移相器在射频接收机中位于雷达系统接收机的前端,其对射频接收系统的性能具有决定性的作用。随着氮化镓(GaN)基器件和微波集成电路技术(MMIC)工艺的发展成熟,GaN基LNA和移相器的需求大大增加。本文的研究工作就是基于MMIC技术,研制了GaN基X波段LNA和用于控制GaN基移相器的GaN基E/D模电平转换电路。在整个设计低噪声放大器过程中,采用了一种新的设计思路,降低了电路设计从原理图转向版图的过程中的性能误差。在GaN基E/D模电平转换电路的过程中,提出了一种在现有工艺下可以实现的电路结构,较好地满足了设计要求。论文分析了MMIC中无源平面螺旋电感的非理想效应,设计了电感量从0.4nH到7.1nH的15个平面螺旋电感。完成了X波段8~12GHz频段内GaN基LNA的设计,确定了电路整体拓扑结构,分析了管子的稳定性,完成了电路的偏置网络、匹配网络等,并完成原理图的仿真。然后将原理图中的电感换成所设计的平面螺旋电感,对电路进一步调节,进一步得到电路的原理图,最后实现了LNA的版图,并对版图进行了后仿。版图面积为2mm*0.9mm,电路增益S21不小于15.291dB;带内增益摆幅小于1dB;噪声系数不大于2.6dB。论文分析了设计GaN基E/D模电平转换电路现有的条件,提出了能在现有工艺条件下可实现的电路结构,经仿真验证了结构的正确性。对电路进行了带负载能力的测试,并设计了电路的输入端保护电路,最后设计了GaN基E/D模电平转换电路的版图。