毫米波壓控振蕩器的研究和設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信系統(tǒng)對帶寬的需求急劇增加，毫米波頻段可觀的頻譜資源（30G–300GHz）也顯得更加具有吸引力。射頻收發(fā)系統(tǒng)作為無線通信系統(tǒng)中不可或缺的一部分，對它的研究正朝著毫米波乃至太赫茲頻段飛速發(fā)展。在毫米波乃至太赫茲頻段，對收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計要求越來越高，不僅是對工藝器件的建模要求更加精確，而且對于電路設(shè)計者來說，電路仿真的難度也隨之增大。壓控振蕩器（VCO）作為射頻收發(fā)系統(tǒng)和雷達系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個模塊，得到了越來

2、越廣泛的關(guān)注。
　　本文主要闡述了研究毫米波壓控振蕩器的重要意義，介紹了國內(nèi)外科研機構(gòu)關(guān)于毫米波頻段VCO的研究進展，分析了VCO的理論、實現(xiàn)方法以及在毫米波領(lǐng)域?qū)τ赩CO性能的要求?；贗nP工藝和CMOS工藝進行毫米波VCO的設(shè)計，提出了一種在ADS中系統(tǒng)設(shè)計VCO的方案以及利用數(shù)字可控差分傳輸線來實現(xiàn)可調(diào)電感的方法，并且在Cadence中利用數(shù)字可控差分傳輸線設(shè)計了一種電感可調(diào)的新型寬帶VCO。
　　論文的主要研究工作

3、如下：
　　1．本文介紹了VCO的振蕩原理，列舉了常用的兩種分析和研究VCO的方法,對VCO的性能指標進行了闡述，并且針對相位噪聲性能進行了詳細的分析和研究。對相位噪聲的產(chǎn)生機理、電路中引發(fā)相位噪聲的緣由和三種常見的相位噪聲模型進行了深入調(diào)研，提出了一些改善相位噪聲的簡單措施。文中還總結(jié)分析了常用的寬頻帶和窄頻帶VCO電路結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法。
　　2．InP工藝DHBT器件以其具有的高效率和高線性度的性能在毫米波收發(fā)系統(tǒng)中具有不

4、可替代的地位。論中介紹了振蕩器仿真中十分重要的諧波平衡仿真方法，提出了在ADS軟件中系統(tǒng)設(shè)計VCO的方法，并利用此方法就InP工藝DHBT器件在ADS中設(shè)計三個振蕩器電路，頻率分別為60GHz、79GHz和94GHz，并給出了60GHz振蕩器的測試結(jié)果，其輸出信號的頻率為60.67GHz，輸出信號能量為-36.91dBm，之后分析給出了引起誤差的原因。
　　3.文中梳理了寬頻帶VCO的設(shè)計思路。根據(jù)人工介電常數(shù)傳輸線理論，提出利用