毫米波通信集成前端技術(shù)研究.pdf

1、目前，毫米波通信正成為下一代寬帶無(wú)線通信的研究熱點(diǎn)。本文主要針對(duì)毫米波室內(nèi)短距高速無(wú)線通信系統(tǒng)和機(jī)艙內(nèi)短距無(wú)線接入系統(tǒng)，研究其多通道毫米波集成前端技術(shù)，包括高集成度低成本毫米波混合集成電路方案、關(guān)鍵有源器件與模塊、無(wú)源器件和天線等。全文共分為以下六章:
　　第一章為緒論，介紹論文的相關(guān)研究背景和主要研究?jī)?nèi)容。
　　第二章研究毫米波低相位噪聲頻率源技術(shù)。提出了一種新型高Q值基片集成波導(dǎo)(SIW)有源諧振器，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)研制

2、了低相噪的振蕩器。在振蕩器設(shè)計(jì)過(guò)程中，提出一種PNC優(yōu)化法優(yōu)化振蕩器的相位噪聲。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了新型SIW振蕩器具有非常低的相位噪聲。提出了一種高Q值SIW可調(diào)諧振器，理論分析了其調(diào)諧帶寬的影響因素，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)研制了低相噪的SIW壓控振蕩器（Voltage Controlled Oscillator）。此外，針對(duì)近期提出的我國(guó)毫米波超高速無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)Q-LINKPAN/IEEE802.11 aj(45GHz)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)了Q波段低相噪

3、寬帶調(diào)諧毫米波頻率源。相關(guān)研究成果已在國(guó)際核心刊物IEEE Microwave and Wireless Components Letters、IET Microwaves,Antennas andPropagation和IET Electronics Letters上發(fā)表。
　　第三章研究毫米波單片集成混頻器。采用WIN半導(dǎo)體0.15μm GaAs pHEMT工藝，設(shè)計(jì)了Q波段（針對(duì)Q-LINKPAN標(biāo)準(zhǔn)）雙平衡Diode-ri

4、ng和STAR I/Q混頻器。與傳統(tǒng)混頻器端口匹配方法相比，提出的新型二極管匹配方法能夠有效展寬混頻器的工作頻帶，減少二極管失配時(shí)本振信號(hào)在巴倫/變壓器上的多次反射。基于巴倫匹配法設(shè)計(jì)了Q波段STAR結(jié)構(gòu)的I/Q混頻器。相關(guān)研究成果將在2014 IEEE International WirelessSymposium(IWS2014)上發(fā)表。
　　第四章研究毫米波混合集成電路中的無(wú)源結(jié)構(gòu)和天線。針對(duì)系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)了感性窗SIW濾波

5、器、多層板間射頻信號(hào)傳輸過(guò)孔和印刷對(duì)數(shù)周期雙極天線(PLPDA)。采用的SIW接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)了平面SIW結(jié)構(gòu)在毫米波頻段低成本、高性能級(jí)聯(lián)方案。此外，針對(duì)高集成度天線一體化射頻系統(tǒng)在測(cè)試中遇到的問(wèn)題，提出了一種新型的基片集成同軸線(SICL)弱耦合倍頻程定向耦合器，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。相關(guān)研究成果在2012Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings(APMC2012)上發(fā)表。
　　第五章

6、針對(duì)Q-LINKPAN/IEEE802.11 aj(45GHz)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了Q波段混合集成收發(fā)前端。測(cè)試結(jié)果表明，研制的Q波段寬帶毫米波前端距離0.5m時(shí)，單個(gè)射頻通道在540MHz信道帶寬內(nèi)可以支持832Mbps速率信號(hào)傳輸(BER=10-6);若結(jié)合相應(yīng)基帶電路可以支持4×4 MIMO短距寬帶接入應(yīng)用，從而支持多Gbps的無(wú)線傳輸。
　　第六章主要針對(duì)機(jī)艙內(nèi)毫米波短距接入業(yè)務(wù)，設(shè)計(jì)了Ka波段高集成度四通道MIMO射頻系統(tǒng)。