基于BiCMOS超寬帶低噪聲有源數(shù)控移相器設計.pdf

1、移相器是控制和改變電磁波相移的主要元件,在雷達探測、無線通信、遙感探測等應用領域有著廣闊的前景。硅基集成電路技術的飛速發(fā)展,特別是可工作于射頻和微波頻段的SiGe BiCMOS工藝的發(fā)展,使得制造與硅基成熟工藝兼容、低成本和高集成度的單片集成的移相器成為了可能。雖然傳統(tǒng)的無源移相器的相移精度高,功耗低,但是它的損耗高,占用的芯片面積大,需要一些特殊的傳輸線工藝都限制了移相器的集成度、成本和易用性。出于對這個問題的考慮,本設計利用現(xiàn)有的S

2、iGe BiCMOS工藝,選取有源結(jié)構,在滿足低差損的前提下以實現(xiàn)了低噪聲有源數(shù)控移相器。
　　此移相器采用極性調(diào)制方法,包括有源低噪聲巴倫、差分正交全通濾波器、差分矢量合成器、DAC電流鏡及數(shù)控電路、用于增益補償?shù)膶拵Х糯笃骱推秒娐?。有源低噪聲巴倫采用有源電路結(jié)構,減小了電路的噪聲系數(shù),實現(xiàn)了信號的轉(zhuǎn)換和阻抗匹配;移相器電路采用無源結(jié)構產(chǎn)生兩路正交信號,具有增益平坦度好、寬頻帶等優(yōu)點;通過DAC和數(shù)控電路的控制,矢量合成器由兩

3、個采用開關管的吉爾伯特單元組成,并通過改變I和Q路尾電流的比值以實現(xiàn)所求的相位,并引入了具有感性輸出阻抗的有源電感來增加帶寬并節(jié)省芯片面積;寬帶放大器用來補償前面各電路引入的損耗;帶隙基準則為各個模塊電路提供合理的偏置,采用高階溫度補償以減小對DAC電流鏡的影響。
　　此移相器基于0.18μm SiGe BiCMOS工藝。得到的數(shù)據(jù)表明,在X和K波段工作頻段內(nèi),輸出信號相位的均方根誤差<6.1°,增益均方根誤差<0.518dB,在