一、大信号射频二极管的时域模拟初步分析（论文文献综述）
何红霞[1]（2021）在《微波光子模数转换关键技术研究》文中研究说明高速高精度模数转换器是许多现代信息系统不可或缺的组成部分,尤其是对于性能要求较高的超宽带应用,如军用雷达、宽带无线接入网络、生物医学成像和光通信等。然而,传统电子模数转换器存在所谓的“电子瓶颈”,在带宽和时间抖动等方面受到较为严重的限制。在此背景下,使用具有超高带宽、超低损耗以及抗电磁干扰等优势的微波光子技术来提升模数转换系统的性能,是一项具有重大学术价值和应用价值的研究课题。论文首先从模数转换技术的研究背景出发,介绍了四类典型的光子模数转换方案的基本原理和发展状况。针对现有技术存在的问题,本文提出并验证了一些新型的实现结构和改进方案。在移相光量化技术方面,分析了系统存在的比特精度较低和阈值判决误差问题,针对这两个问题,分别提出并实验验证了两种改进方案,还通过仿真研究偏置漂移对系统性能的影响。提出并实验验证了一种全新的光子flash ADC串行方案,讨论了方案的性能改进,非均匀量化的实现,以及适用于大信号输入的实现方案。另外,提出了基于相位调制的光子时间拉伸系统并详细分析了系统的各项特性,仿真和实验均验证了理论模型的正确性。论文的主要创新点如下:（1）针对移相光量化系统存在的比特精度较低和阈值判决误差这两个问题,分别提出了基于线性组合原理的改进方案和基于平衡探测的自适应阈值判决方案,得到实验验证。基于线性组合原理的改进方案将移相光量化系统的输出信号通过电路模块进行线性组合,以此增加量化通道的数量,从而以较小的代价提高系统的标称比特精度。自适应阈值判决方案利用双输出调制器和平衡探测器将移相光量化系统的阈值始终保持在零电压,从而避免由采样脉冲光功率抖动引起的阈值判决误差。通过自适应和非自适应两种阈值判决方案的对比实验,验证了自适应阈值判决提高系统比特精度的有效性。（2）首次提出一种全新的光子flashADC方案,在光域实现串行结构的模数转换,可大幅降低系统的复杂度,并得到实验验证。该方案利用多波长脉冲采样和光纤的群速度色散效应,在大大减少比较器使用数量的同时还可以实现非均匀量化。提出并仿真验证了适用于大信号输入且结构更为简化的方案,通过合理设置多波长脉冲的功率比,可应对调制非线性对量化过程的影响。针对简化方案比特精度低且采样脉冲最大-最小功率比大的问题,提出了一种基于双输出调制器的改进方案。（3）提出一种基于相位调制的光子时间拉伸系统,相比于基于幅度调制的时间拉伸系统,极大地简化了系统结构且具有更高的稳定性。由于具有亚倍频程的带宽,该系统可以避开二阶非线性杂散的影响。根据严格的数学分析推导出了系统输出的所有频率分量,并通过仿真和实验验证理论分析的正确性。针对色散引起的功率衰落问题,提出了一种同时采用相位调制器和推挽强度调制器的双通道PTS系统,以克服功率衰落导致的系统带宽受限问题。
王友林[2]（2021）在《光纤时间同步系统中接收和中继模块的设计与实现》文中认为传统的双向卫星时间传输（TWSTT）和卫星共视法已经无法满足精密时间同步需求,基于光纤的时间同步系统由于成本低,且具有较强的抗干扰性和高稳定性,已 经成为构建地面时钟基准网的研究热点。但光纤通信系统中激光器、脉冲发生器、电光调制器和光接收器等器件以及光纤链路的噪声和非线性等都成为制约系统性能提升的首要因素。其中,光纤时间同步系统中的光接收和中继模块用于光信号正常接收和转发,无疑对系统性能指标具有显着影响。保证接收端适应输入信号动态范围的变化,实现时间同步信号的“无失真”放大并引入较小的噪声,同时保持较高的稳定性,将是设计光接收和中继的关键技术难题。由于单频正弦信号存在周期性相位模糊的问题且基于高精度锁频求频差的定时技术尚在研究论证阶段,光纤时间同步系统通常以脉冲作为承载,以强度调制或相位调制等方式,将电同步信号转换为光信号送入光纤链路中。之后通常采用环回法（Round-Trip）或双向比对法,依托脉冲上升沿,在系统发送端将环回的接收信号和原始发送信号进行时间比对,从而完成验证和反馈以实时调整时间同步特性,实现时间粗同步。可见脉冲边沿的优化和接收放大很大程度上影响着系统同步水准,是关注的焦点。基于上述背景,本文主要研究内容如下:（1）低噪宽带平衡光电探测器时间同步信号常选用2～5 V纳秒级上升沿的秒脉冲,涵盖DC至射频等宽带频率成分,宽带探测下低噪设计保证接收脉冲时引入较小干扰是一大挑战。而长距离传输后光信号大幅衰减要求探测器提供较高灵敏度。此外接收后中继回传时要匹配中继模块的触发电平。最后为兼容相干解调系统,需要设计平衡探测。为此本文探讨并自研了多种结构光电探测器,其中基于跨阻放大（TIA）的高增益、宽动态和高速特性,选用低噪声电流的光电探测专用芯片并使用低噪设计以限制宽带高频噪声;选用大压摆率芯片产生大幅度快速上升沿响应;引入Bias-Tee低高频分离规避直流耦合对运放线性工作的影响并单独进行低频精密放大;最终设计并实现了双路放大低噪（平衡）光电探测器。该探测器高频通频带为10 kHz～360 MHz,跨阻增益10.8 kΩ,本底噪声13 mVpp;低频通路为电光调制器提供了底噪小于6 mVpp的DC～4 kHz低噪反馈控制信号。达到和商用探测器同等水平。平衡探测器两臂共模抑制比（CMRR）在高频段达11 dB以上。经实验测试验证,在使用该探测器的实验室1400 km光纤时间同步时间双向比对系统中测得时间同步抖动标准差即STD等于29.77 ps@27 hour。背靠背情况下STD=13.18 ps@45 hour。满足实验室系统基本要求。（2）宽带功分器进行时间比对时,需要使用宽带功分器以保证两路比对信号的高度一致性（同源性）,从而提高时间同步的精确性和稳定性。因而设计一分二甚至一分N等分功分器是必要的,其中二、三端口间要具备尽可能高的隔离度以削弱端口间信号的相互影响。以威尔金森功分器为理论基础,基于多节λ/4阶梯阻抗变换和阻抗变换低通原型滤波器,设计完成了 DC～400 MHz微带线和集总LC型宽带二等分功分器。两种功分器分配损耗小于3.7 dB,二、三端口隔离度13 dB以上。测得系统方波发生器同一端口功分出的两路信号时间比对稳定性STD<1.4 ps,明显优于方波发生器两不同端口测得的约7 ps的STD指标。（3）亚纳秒级脉冲发生器同时为改善光纤链路中的脉冲特性,可在发送端或接收中继处引入脉冲发生器,通过原脉冲信号触发,重新产生更高质量的脉冲信号。基于射频晶体管（RF BJT）的雪崩效应,设计实现了亚纳秒级脉冲发生器。测得输出脉冲下降沿达600ps以内,接入系统后显着缩短了同步脉冲的边沿上升时间。下降沿时间抖动STD<8ps,没有明显降低源脉冲的稳定性。
张嘉[3]（2021）在《基于谐波混频的功放波形测量技术研究》文中提出随着通信技术的不断发展,功率放大器显得越来越重要。对于传统的功率放大器电路分析,主要分析功率放大器电路的频域输出,对于功率放大电路的时域波形不是很受关注,但是对于一些功率放大器来说,需要关注其信号输出的时域波形,使得其信号在晶体管的电路波形达到预期要求,使得在晶体管上的电压与电流满足一定的要求,从而减少晶体管功率消耗,增大功率放大器的效率,减少能量消耗。对于功率放大器而言,通常都要对信号的谐波进行控制,此种方法称为谐波控制,进而实现功放的高效率输出。对于F或者F-1功率放大器是需要对信号的二次与三次谐波进行控制,从而在理论上实现100%的效率;为了提升功率放大器效率,只要实现晶体管电压与电流的不重合,就可以减少晶体管上的功率消耗,进而提升功放的效率,基于谐波控制的方法发展出的各类连续类功放进一步提升了功率放大器的阻抗解空间,简化功率放大器的设计,基于谐波控制的方法都要得到功放的时域波形,从而判断功放的工作状态,进而对功放进行优化。对于功率放大器来说,由于功率放大器自身强的非线性,信号的输入为一个单音信号时,信号的输出往往是多音信号,信号频谱较宽,难以使用直接采样或者带通采样的方式进行信号采样,从而得到其准确的信号时域波形。本文通过一种谐波混频的方式,将高频信号的均转换至低频信号,从而进行信号采样与分析,本文的主要工作如下:首先,设计一个谐波电路混频,将高频信号通过混频器至较为低频的信号,从而降低信号的采样率,对于此电路主要分为驱动电路、幅度均衡器、谐波发生器、耦合器和混频电路。驱动电路驱动谐波发生电路通过均衡电路使得谐波输出信号较为均衡,将放大器的大信号通过耦合电路耦合至混频电路,通过谐波混频之后,将低频信号采集,并对采集到的信号进行校正与恢复。随后,主要对采集到的信号进行恢复与校正,得到准确的信号频谱信息,考虑常见的几种信号频谱校正方法,并采取一种新型的信号频谱校正方法即全相位傅里叶变换方法实现对信号频谱的准确校正,对此种方法进行分析。由于采用了全相位处理方法,加快了单音信号的旁瓣谱线的下降速度,在信号主谱线范围内,信号相位几乎不变,提升了信号测量的准确度。最后,对整体电路的的输出采样进行了校正,得到信号的最终输出。
王晶晶[4]（2021）在《大气温室气体近红外激光外差光谱遥感探测技术及应用研究》文中提出大气温室气体浓度的增加导致的全球气候变暖,已引起了社会的广泛关注。地球大气研究及未来气候变化的预测都与温室气体浓度的准确观测紧密相关。目前用于大气温室气体柱浓度观测的高光谱分辨率仪器一般体积大、观测成本高,不利于温室气体观测的广泛开展。基于激光外差光谱检测技术的激光外差辐射计具有光谱分辨率高、体积小、成本低的特点,有利于实现大气温室气体外场移动观测。本论文主要围绕近红外激光外差光谱检测技术及其应用开展研究,论文的主要工作与创新如下:（1）建立了用于大气CH4或CO2测量的自由空间激光外差辐射计。研究了信号光和本振光的最佳空间耦合模式,设计了最佳的空间耦合光路。研究了系统电路噪声对外差信号的影响,利用电子滤波器减小系统的噪声同时提高测量系统的光谱分辨率。获取了整层大气中CH4与CO2的大气透过率,两者的光谱信噪比分别为115与55。（2）研制了一套全光纤双通道大气温室气体CH4与CO2同时检测的激光外差辐射计。装置采用了光纤光开关与其他光纤器件使测量系统的稳定性和可靠性大大提高。在合肥进行连续观测实验并与GOSAT的测量结果进行对比具有近似的一致性,集成的仪器在青海地区也进行了野外观测。（3）研究了随机共振的原理及其在微弱信号处理中的应用,将其应用于激光外差信号的处理。模拟计算证明随机共振处理可以使外差信号的信噪比提高1.89 倍。（4）设计了用于对大气中CO2及其同位素气体进行光谱检测的激光外差辐射计。采用外腔激光器作为本振光源,实现在6248.5 cm-1～6256cm-1范围内的光谱连续测量,进而获取整层大气中12CO2与13CO2的大气透过率。
罗磊[5]（2021）在《Ku波段硅基相控阵收发组件关键技术研究与芯片设计》文中认为随着微波毫米波集成电路技术的进步,有源相控阵雷达技术也在不断的发展。T/R（Transmit/Receive）组件作为相控阵雷达中的关键部件,其性能直接影响到相控阵雷达的整体性能。为了适应相控阵雷达系统多功能、高集成、高性能、低成本的发展需求,CMOS和SiGe BiCMOS等硅基半导体工艺已被广泛应用于T/R组件电路设计中。因此,采用硅基工艺对T/R组件中的电路进行研究和设计具有重要的现实意义和应用价值。本文致力于Ku波段硅基相控阵收发组件的关键技术研究与芯片设计。基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,本文完成了 6-18 GHz宽带无源巴伦、两款12-18 GHz单刀双掷开关、15-17 GHz低噪声放大器、14-16 GHz单级功率放大器、14-18 GHz两级功率放大器、12-17 GHz 6位数控步进衰减器、10-18 GHz 6位数控有源移相器、6-18 GHz 6位数控有源移相器和13-15 GHz硅基幅相控制多功能系统芯片的流片验证。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,提出了一种适用于微波、毫米波电路设计的路场混合仿真方法。在对无源巴伦研究分析的基础上,采用开路短截线补偿技术,设计了一款工作在6-18 GHz频率范围内,幅度平衡度和相位平衡度优良的宽带无源巴伦芯片,为后续章节有源移相器的设计提供所需的巴伦。测试结果表明:在6-18 GHz频率范围内,该宽带无源巴伦幅度不平衡度小于1 dB,相位不平衡度小于2.2°。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,采用深N阱NMOS射频nfettwrf晶体管和dgnfettwrf晶体管,使用串并联电路结构并结合衬底浮接技术和LC谐振技术,设计了两款工作在12-18 GHz频率范围内的单刀双掷开关芯片。测试结果表明:1.小线性度串并联单刀双掷开关插入损耗小于1.97dB,开关隔离度大于-29.5dB,开关线性度大于11.98dBm;2.线性度可调串并联单刀双掷开关损耗小于2dB,开关隔离度大于-37.5dB,开关线性度最高可达26.8 dBm。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,使用SiGe HBT晶体管,设计了一款工作频段位于15-17 GHz,带有片内温度补偿电路和ESD保护电路的低噪声放大器芯片。测试结果表明:在15-17 GHz频段范围内,增益S21为15.1～13.6 dB,噪声系数为3.4～3.8 dB,输入端口S11小于-9.1 dB,输出端口S22小于-10.4 dB,输入线性度IP-1dB大于-9.8 dBm。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,使用SiGe HBT晶体管,设计了两款工作频段位于Ku波段的功率放大器芯片。测试结果表明:1.单级功率放大器的工作频段位于14-16 GHz,增益 S21 为 9.3～7.3 dB,输入端口 S11 为-8.4～-12.4 dB,输出端口 S22 为-5～-6.2dB,输出线性度OP-1dB最大可达17.83dBm,最大功率附加效率PAE可达17.9%;2.两级功率放大器的工作频段位于14-18 GHz,增益S21为22.4～26.9 dB,输入端口S11为-6.5～-20.7 dB,输出端口-3.3～-7dB,输出线性度OP-1dB最大可达21.43dBm,最大功率附加效率PAE可达18%;本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,对数控衰减器中常用的衰减单元电路进行了相应的分析和研究,在研究的基础上提出了一种新的电容补偿方法,设计了一款工作频段位于12-17 GHz的6位数控衰减器芯片。测试结果表明:在12-17 GHz频率范围内,衰减器输入端口 S11<-13 dB,输出端口 S22<-14 dB,插入损耗为6.99～9.33 dB,最大衰减量为31.8～30.3 dB,衰减RMS幅度误差值为0.58～0.36 dB,衰减RMS相位误差值为2.06°～3.46°,输入线性度 IP-1dB 为 13.6～16.2 dBm。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,使用宽带无源巴伦,结合两级RC多相滤波器和正交全通滤波器电路结构,采用矢量调制的方法设计了两款6位数控有源移相器芯片。同时,对有源移相器电路中所要使用到的电路模块进行了详细的分析和介绍。测试结果表明:1.10-18 GHz 6位数控有源移相器输入端口 S11<-8.9 dB,输出端口 S22<-11.5 dB,增益幅度S21为-10.1～-12.8 dB,移相RMS幅度误差小于1.1 dB,移相RMS相位误差为1.5°～3.7°,在0°移相状态（参考态）下,输入线性度IP-1dB为9.4～11.2 dBm;2.6-18 GHz 6位数控有源移相器输入端口S11<-9.2 dB,输出端口 S22<-10.4 dB,增益幅度S21为S21为-1.85～0.95 dB,移相RMS幅度误差小于1.04 dB,移相RMS相位误差小于4.36°,在0°移相状态（参考态）下,输入线性度IP-1dB为5.4～8 dBm。本文基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,结合所研究的各个子模块电路,设计了一款工作频段位于13-15 GHz的硅基幅相控制多功能系统芯片。测试结果表明:在13.6～15.5 GHz频率范围内,接收链路增益大于7 dB,噪声系数值为10.2～17.8dB。在13～15 GHz频率范围内,接收链路移相RMS幅度误差为1.07～1.46 dB,移相RMS相位误差为3°～4.51°,最大衰减范围为29.5～28.2 dB,衰减RMS幅度误差为0.81～1.42 dB,衰减RMS相位误差为3.47°～4.8°,在14 GHz频率处的输入1dB压缩点为-15.4 dBm;在13.2～15.1GHz频率范围内,发射链路增益大于5 dB。在13～15 GHz频率范围内,发射链路移相RMS幅度误差为0.33～2.07 dB,移相RMS相位误差为3.4°～4.89°,最大衰减范围为29.2～28 dB,衰减RMS幅度误差为1～1.67 dB,衰减RMS相位误差为3.38°～6.46°,在14 GHz频率处的输入1dB压缩点为4.6 dBm,饱和输出功率为13 dBm。初步实现了相应的衰减移相功能,并为后续的设计改进提供了坚实基础。
周德[6]（2020）在《大带宽、高功率硅基锗光电探测器及其应用》文中提出在光通信飞速发展的今天,硅基光子集成芯片以其独特的优势发挥着重要的作用。硅基光电探测器作为连接光域和电域的桥梁,其带宽是限制系统通信容量的关键指标。此外,随着硅基光子学的不断发展,硅光集成系统的应用从最初的数字光传输延伸到模拟链路中,探测器的响应度、暗电流、饱和功率等其他指标也逐渐受到关注。然而,这些性能指标在器件设计上存在许多矛盾之处,很难同时兼顾。因此,如何针对性地优化硅基探测器,进而适用于不同应用场景,是一个非常重要的问题。目前,在硅基集成平台上实现光电探测的方法主要是引入与CMOS工艺兼容的外延锗层。为了便于大规模系统集成,硅基锗探测器的优化方案必须考虑工艺兼容性,这为优化设计带来了困难。本论文的工作主要围绕硅基锗光电探测器的优化设计和系统应用展开,在前人相关理论基础上,对探测器中各种指标之间相互矛盾的机理进行了分析,在兼容常规工艺条件下,从光、电、热等多方面优化设计,分别实现了大带宽高响应度方案、高灵敏度方案、大带宽高功率方案等,并进一步在芯片间光互连和微波模拟链路中进行了系统应用。本论文的主要工作可以总结为以下几个方面:（1）深入分析了硅基锗光电探测器的基础理论,建立了光学和电学仿真模型,对探测器的设计矛盾进行了总结和分析,随后以带宽和响应度的设计矛盾为例,提出了分段优化、逐步最优的一般设计思路。这一设计思路为后续的工作奠定了理论基础。（2）针对输入光功率和带宽的矛盾,首次引入载流子加速技术来优化探测器内部空间电荷效应,并进行了实验验证。通过引入外部电场,缓解了探测器内部载流子分布不均匀的问题,有效降低了空间电荷效应,实现了器件在高输入光功率条件下大带宽的工作特性,在5d Bm的输入光功率下测得器件带宽为23GHz。（3）针对带宽和响应度的矛盾,提出并设计、制作了与CMOS工艺兼容的硅基锗雪崩光电探测器。将微环谐振的光学结构引入到硅基锗雪崩光电探测器中,在不需要附加工艺的条件下,实现了100GHz的增益带宽积。（4）针对饱和输出功率和带宽之间的矛盾,提出了一种分布式吸收区结构,从理论模型上论证了最佳吸收区数目,并实验验证了带宽和饱和功率之间的矛盾改善。基于该思路,提出并验证了三种不同方案,即具有49GHz带宽的集总电极探测器、具有3.24d Bm饱和射频功率的行波电极探测器和具有40d B共模抑制比的平衡探测器。上述三种方案都同时实现了大带宽和高饱和功率的性能,具备良好的应用前景。（5）基于设计的硅基锗光电探测器,提出并验证了两种单片集成系统。这包括一种针对芯片间光互连的模式复用系统和一种针对微波光子学链路的并行微波信号处理系统。前者集成了包括8个大带宽探测器阵列在内的82个光电子器件,能实现384种数据交换,适用于高密度芯片间的光互连;后者将模式复用技术引入到集成微波光子学中,利用大带宽探测器实现了宽带可调谐滤波,为后续集成微波光子系统的发展提供了新思路。
李宜含[7]（2020）在《射频芯片IP化建模技术研究》文中研究说明微波收发前端组件进一步小型化需求推动了射频微系统的发展。随着射频微系统集成度的进一步提高,亟需所需的射频芯片也能够和传统数字/模拟电路一样形成知识产权（Intellectual Property）核,从而能够快速、准确评估射频系统性能。射频芯片IP的协同设计可以大大缩短研发时间,并使快速升级迭代成为可能。由于射频系统电路种类繁多、工作频带广、加工工艺多,实现多功能、全频带、多工艺条件下的射频IP（Radio Frequency Intellectual Property）建核是难点。同时,随着射频系统对大功率的输出特性需求的增加,氮化镓（GaN）、砷化镓（GaAs）等半导体材料已经在射频阵列中得到广泛应用。因而,针对GaN、GaAs工艺的射频芯片IP化建模技术研究对于射频系统的高效高水平研发具有重要意义。针对以上难点,本文的研究内容如下:1、毫米波GaAs功放芯片IP模型针对GaAs工艺2939GHz的功率放大器芯片,建立了基于EEHEMT模型的功放IP模型。首先测试得到所用GaAs HEMT器件的直流IV特性、S参数以及大信号特性,依据测试得到的S参数,提取寄生参数与本征参数,从而建立了小信号等效电路模型,并在小信号等效电路模型的基础上,根据测试得到的大信号特性与直流IV特性,建立了经验基的EEHEMT模型,与功放芯片版图联合进行仿真,在2939GHz内对输出功率和增益的预测精度大于90%。2、微波GaN功放芯片IP模型针对GaN工艺X波段功率放大器,测试得到所用GaN HEMT的直流IV、S参数以及大信号特性,依据分区模型理论,建立了准物理基的区域划分模型,并与功放芯片版图联合仿真,仿真结果与测试结果比较显示,在X波段内对功放输出功率和增益的预测精度均大于95%。3、毫米波GaAs开关芯片模型针对GaAs工艺PIN二极管开关建立了开关IP模型。首先测试得到所需要的PIN二极管的直流IV特性、S参数以及功率扫描特性,建立并联型的PIN二极管单元模型。针对基区的调制效应,从双极扩散方程出发,建立了I区域内电荷-电流关系,并通过pade近似的方法,采用集总电路等效的方法来表征,并通过受控源的方式将子网络关系反馈到主网络中。将并联的PIN二极管模型与开关芯片的版图联合进行仿真,对比了开关模型小信号仿真以及大信号仿真与实测的数据,验证了开关模型的准确性。
李少军[8]（2020）在《宽带通信中的超高速数据转换器研究》文中研究指明宽带通信在精确定位、跟踪、军用合成孔径雷达（SAR）、脉冲多普勒雷达以及个人区域网络（PAN）等领域都有着广泛的应用,作为连接模拟和数字世界的桥梁,数据转换器性能往往是宽带通信中的关键因素,大带宽的信号意味着数据转换器需要更高的采样率,处理更大带宽的信号,即宽带通信需要超高速工作的数据转换器。作为数据转换器家族的重要组成部分,超高速跟踪保持放大器THA、模数转换器ADC以及数模转换器DAC越来越受到业界的关注。从实现超高速数据转换器的半导体工艺来看,相比其他工艺,在相同尺寸下,InP DHBT具有更高的饱和电子漂移速度、更小的基区渡越时间、更小的基区电阻以及更大的基极-集电极反向击穿电压,InP DHBT器件这些超高频特性,使得它可在超高速数据转换器中得到更好的应用,并作为其他工艺不足的一种补充。本论文从超高速电路技术的角度出发,对>10-Gsps采样率的超高速数据转换器,包括THA、ADC以及DAC进行了研究,基于InP DHBT工艺设计并研制了三款超高速THA芯片,根据THA的仿真和测试结果对超高速InP DHBT ADC的设计展开了研究,论文的最后还给出了一款基于InP DHBT工艺的超高速DAC原形芯片设计与实现,本论文取得的主要研究成果如下:（1）研究了三款超高速THA的设计,基于InP DHBT工艺分别设计并实现了24-Gsps、40-Gsps以及64-Gsps三款超高采样率的THA芯片。分析了超高速THA的开环结构以及THA在工作时的采样限制,为了满足超宽带通信的大带宽要求,本论文提出了一种发射极阻容退化技术用于24-Gsps的宽带THA芯片设计,测试结果表明该芯片实现了22.3 GHz跟踪带宽的宽带性能;为了实现超高速数据转换器的高线性度要求,本论文使用了一种Vbe调制补偿的线性化技术并提出BE结二极管替换SEF作为采样开关的方法,设计并研制出40-Gsps超高速的第二款THA芯片,测试结果表明该THA芯片实现了SFDR>39.4 d B,THD<-32.7d Bc的高线性度性能以及21.8 GHz的小信号跟踪带宽;而第三款64-Gsps THA则使用了有源电感峰化技术实现了超宽带超高采样率的性能,在40-Gsps THA的研制基础上,根据InP DHBT中BC结特有的高速且大反向击穿电压特性,提出使用BC结二极管替换BE结二极管作为采样开关,联合仿真结果表明该64-Gsps THA具有高达67GHz的小信号跟踪带宽以及THD<-26 d Bc的性能。本论文研制的三款THA芯片与国际上先进工作相比,它们具有更高的BW/fT比率,即具有更高的带宽利用率,非常适合用于超宽带通信的应用中。同时作为各自的亮点,其中24-Gsps THA实现了更低的功耗和更小的面积,40-Gsps THA实现了更高的线性度,64-Gsps THA则表现出更大的带宽,在国内乃至国际上都处于先进水平。（2）基于超高速THA的设计与测试结果,使用InP DHBT工艺研究并设计了一款单路16-Gsps,3-bit的Flash ADC芯片。给出了表征ADC性能的指标参数,分析了超高速Flash ADC的非理想效应,对ADC展开了研究和设计,该ADC包含了本论文所研制的24-Gsps THA电路、参考电阻网络、预放大器和比较器阵列、异或门和ROM电路组成的数字编码器,详细分析了比较器的非理想效应并给出了解决方案。为了缓解数字输出的时序问题并匹配50?负载,该ADC片上集成了一级输出DFF缓存和输出驱动电路。同时为了改善信号完整性,满足片上ADC严格的时序要求,本论文对整体时钟网络进行了端接匹配处理和电磁场仿真优化,有效地抑制了时钟远端的差分反射和共模干扰。仿真结果表明该ADC实现了16-Gsps的超高采样率性能,在7.9 GHz接近奈奎斯特频率输入下的THD<-25.6 d Bc,实现了一款单路超高速的3-bit ADC芯片设计,展示了本论文设计的THA在ADC应用中的可行性。（3）使用InP DHBT工艺研制了一款超高速30-Gsps,3-bit的DAC原形芯片。本论文给出了表征DAC性能的指标参数,分析了R-2R电流舵DAC的架构和非理想效应,使用集电极R-2R电流舵结构对高速DAC进行了设计和验证工作,分析了双采样技术的原理,提出将其用于本论文DAC的设计中来缓解时序偏移问题,使得实现30-Gsps采样率的DAC仅需要15 GHz的时钟频率;基于蒙特卡洛仿真分析了尾电流源和R-2R失配效应对DAC静态线性度的影响,并给出所使用元器件的精度要求;对版图的时钟网络路径进行了分析和设计以保证时序对准。为方便测试,本论文还设计了用于测试该DAC的PCB板,详细给出了该DAC的测试方案和测试系统,使用四通道脉冲码型发生器（PPG）为该DAC提供数字正弦码流输入,测试结果表明该DAC可实现30-Gsps的采样率以及3-bit的数模转换功能,其中根据3-bit的输出波形,粗略估计低频下的DNL和INL绝对值均小于0.5 LSB,同时该DAC还表现出在第一奈奎斯特区间内的最好31.5 d B的SFDR动态性能,从而验证了该DAC原形芯片功能的正确性和设计方法的有效性。
李赟[9]（2020）在《具有PIN限幅器的低噪声放大器的HPM扰乱效应研究》文中研究说明随着半导体工艺技术的进步,器件的特征尺寸不断减小,工作频率不断提升,同时电磁环境也日益复杂,这对电子系统和内部器件的抗干扰能力提出了更高的要求。高功率微波作为强电磁脉冲的一种,频带窄,峰值功率高,可通过天线、孔缝等途径耦合进系统对敏感器件造成损伤,因此研究射频接收系统的高功率微波效应有着重要的实际意义。本文研究了PIN二极管器件内部的高功率微波损伤效应,设计了射频前端防护电路并对其防护性能进行仿真验证,最后设计了一款低噪声放大器并探讨了高功率微波作用的瞬态特性。本文的主要研究内容如下:（1）利用Sentaurus-TCAD软件建立了Si基PIN二极管的二维电热模型,对外加高功率微波时PIN限幅器的毁伤过程进行了瞬态仿真,分析了器件内部电场强度、电流密度等物理量随时间的分布情况;然后讨论了高功率微波的频率、幅值对PIN限幅器的损伤影响,并总结了微波参数与烧毁时间之间的规律;最后探讨了限幅器的结构参数对高功率微波损伤的影响情况,结果表明在对限幅器性能影响不大的情况下,降低衬底掺杂浓度和减小并联电感值可有效延长器件的烧毁时间。（2）介绍了PIN限幅器的技术指标和设计方法;建立了PIN二极管的时域等效模型,根据性能指标要求在ADS中设计了一款无源三级对管PIN限幅器,然后验证了PIN限幅器的防护性能,结果表明:防护模块通过三级泄放、逐次降压将电磁脉冲衰减至较低的水平,具有良好的电磁脉冲防护性能;仿真了不同微波参数电磁脉冲下限幅器的输出瞬态响应,总结了脉冲参数与输出响应时间、尖峰泄露以及平顶泄露之间的作用规律;然后设计了一款平行耦合微带线带通滤波器,并对所设计的一体化防护模块进行仿真,结果表明此电磁脉冲防护模块对工作频带内和频带外高功率微波均有良好的防护效果。（3）探讨了低噪声放大器的性能指标和设计步骤,根据性能指标要求,设计了一款低噪声放大器,并运用ADS进行电路性能以及非线性效应仿真;对低噪声放大器注入高功率微波,进行恢复时间和端口响应电压瞬态特性仿真,总结了恢复时间与高功率微波参数之间的规律,结合注入实验得出第一级HEMT器件栅极处容易受到高功率微波的冲击而烧毁,进而导致低噪声放大器电路失效。
陈亚培[10]（2020）在《InP HBT器件模型及太赫兹单片放大电路研究》文中研究说明太赫兹技术在超高速通信、雷达探测、安全检查、生物技术领域有广阔的应用前景,逐渐成为国际电子技术研究的热点方向。固态太赫兹技术具有轻量化,小型化,多功能,军民两用并且民用前景广阔等优势,其技术研究起步较晚,还有很多需要研究突破的技术问题,太赫兹单片放大技术便是其中一个重点科研方向。本文针对太赫兹单片放大技术的关键问题进行研究,主要研究内容围绕磷化铟异质结双极型晶体管（InP HBT）建模和太赫兹单片放大电路（TMIC PA）的研制进行。太赫兹单片放大技术的难点,首先是如何充分利用固态器件在太赫兹频段有限的增益和输出功率,这要求电路设计时,必须有高精度器件模型作为支撑。所以本文的研究首先从太赫兹器件建模开始,通过开发新型并且具有实用能力的太赫兹器件模型,支撑后续太赫兹单片放大电路的设计。文中设计和流片测试了多款基于我国自主InP HBT工艺线的太赫兹单片放大器,总结并改进了太赫兹放大电路设计方法。之后还进行了单片放大器的模块化实验,进一步完善了本文的太赫兹器件模型和单片电路研究体系。本文主要研究内容包括:（1）InP HBT色散电极间寄生参数研究。在低频器件模型中较少考虑电极间寄生参数,但电极间寄生参数在太赫兹频段对器件性能影响严重,因此有必要对其进行研究和提取。本文提出了色散电极间寄生参数的概念,并且通过改进的全波电磁场仿真结构对其进行了参数提取,通过引入色散电极间寄生参数网络,将现有小信号模型扩展到了220 GHz。（2）基于双基极内电阻拓扑的InP HBT小信号等效电路模型建模。传统商用小信号模型在太赫兹频段对测试数据拟合依赖度高,拓宽频段和提高高频仿真精度困难。本文针对多台面InP HBT/DHBT器件结构特征,提出了双基极内电阻小信号模型,该模型有利于描述太赫兹InP HBT/DHBT器件基区离散化的特征,开发了相应的本征参数预提取方法,优化了参数提取和拟合流程。实现的基于双基极内电阻拓扑的多偏置小信号模型将InP HBT等效电路模型扩展至325 GHz。（3）InP HBT大信号模型建模。在小信号模型建模的基础上进行了大信号模型建模。在直流特性良好表征的前提下,关注大信号模型对于超宽频带（0-220GHz）散射参数的仿真能力,采用更为准确的寄生参数网络、基区辅助内电阻拓扑、以及增加的色散射频电流源使大信号模型可以准确仿真太赫兹频段散射参数,模型可以用于220 GHz频段的单片放大电路设计。（4）太赫兹单片放大电路设计。对太赫兹单片放大电路进行了重点研究,总结了紧凑型偏置电路和匹配电路联合设计的太赫兹单片放大电路“单元整体法”设计方案。分别于140 GHz、220 GHz、300 GHz三个关键太赫兹频段,设计和实现了多款性能优良的太赫兹单片放大器。针对薄膜微带线设计环境中,太赫兹片上功率合成结构面临损耗大或隔离度差的问题,提出了太赫兹平面空间功率合成（IPS）功分器,该功分器结构在无需隔离电阻的情况下可以实现较高的端口隔离度,有助于设计高性能功率合成太赫兹单片放大电路。实现的140 GHz功率合成单片放大器输出功率超过20 mW,通过减小电路损耗和控制管芯数量提升了放大器效率;220 GHz IPS功分器四路功率合成单片放大器是国际上首款采用低成本0.5μm InP DHBT工艺实现的该频段中功率放大器,也是我国公开报道的首款输出功率超过10 mW的220 GHz InP DHBT单片放大器。（5）太赫兹单片封装技术研究。由于跳金丝封装方法在太赫兹频段面临损耗大,电路模块一致性差的问题。本文对太赫兹单片封装技术进行了研究,提出了倒置共面波导（flip-assembled-CPW）过渡结构,该结构在倒扣石英基片上,利用CPW传输结构实现单片电路到波导的信号过渡,不需金丝键合。进行了模块装配实验,实现了一款140 GHz放大器模块。
二、大信号射频二极管的时域模拟初步分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、大信号射频二极管的时域模拟初步分析（论文提纲范文）
（1）微波光子模数转换关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微波光子技术介绍 |
| 1.3 微波光子模数转换技术研究现状 |
| 1.3.1 基于马赫曾德尔调制特性的量化编码 |
| 1.3.2 光子时间拉伸技术 |
| 1.3.3 时间波长交织的光采样 |
| 1.3.4 基于非线性效应的量化编码 |
| 1.4 本文的主要工作和章节安排 |
| 第2章 移相光量化技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 移相光量化系统 |
| 2.2.1 基本原理 |
| 2.2.2 编码特性 |
| 2.2.3 有效比特位 |
| 2.3 基于线性组合原理的改进方案 |
| 2.3.1 系统设计 |
| 2.3.2 实验结果 |
| 2.3.3 性能分析 |
| 2.4 基于平衡探测的自适应阈值判决方案 |
| 2.4.1 阈值判决与平衡探测原理 |
| 2.4.2 系统设计 |
| 2.4.3 实验结果 |
| 2.4.4 性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 FlashADC的光子串行方案 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 FlashADC介绍 |
| 3.2.1 基本原理 |
| 3.2.2 编码特性 |
| 3.3 基于多波长采样的光子串行实现方案 |
| 3.3.1 系统设计 |
| 3.3.2 仿真与实验结果 |
| 3.3.3 性能改进分析 |
| 3.3.4 实现方案的可行性分析 |
| 3.4 非均匀量化的实现 |
| 3.5 大信号输入情况下的实现方案 |
| 3.5.1 系统设计 |
| 3.5.2 仿真与结果讨论 |
| 3.5.3 方案改进 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于相位调制的光子时间拉伸技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光子时间拉伸系统 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 非线性失真 |
| 4.2.3 色散引起的功率衰落 |
| 4.3 基于相位调制的光子时间拉伸系统 |
| 4.3.1 理论模型 |
| 4.3.2 频率响应及带宽计算 |
| 4.3.3 各阶非线性失真分量计算 |
| 4.3.4 仿真与实验结果 |
| 4.4 基于双通道结构的带宽改进方案 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的主要研究成果及项目支持 |
（2）光纤时间同步系统中接收和中继模块的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 光纤时间同步的历史和研究现状 |
| 1.3 光纤通信系统与光接收模块 |
| 1.3.1 光接收机 |
| 1.3.2 低噪宽带光电探测器 |
| 1.3.3 宽带功分器和窄脉冲发生器 |
| 1.4 论文研究内容及章节安排 |
| 第二章 光电探测器基础 |
| 2.1 光电二极管 |
| 2.2 运算放大器基础 |
| 2.2.1 运放基础知识 |
| 2.2.2 性能参数 |
| 2.3 运放类型 |
| 2.3.1 几种运放类型 |
| 2.3.2 电流反馈型运放 |
| 2.4 前置放大电路 |
| 2.4.1 HIA高阻放大 |
| 2.4.2 LIA低阻放大 |
| 2.4.3 TIA跨阻放大 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低噪光电探测器设计 |
| 3.1 需求分析 |
| 3.2 基本结构和噪声分析 |
| 3.2.1 前置放大噪声分析 |
| 3.2.2 跨阻前置放大稳定性 |
| 3.3 技术路线 |
| 3.4 电路设计与仿真 |
| 3.4.1 光电二极管选型 |
| 3.4.2 跨阻单端结构 |
| 3.4.3 跨阻低高频分离结构 |
| 3.4.4 跨阻单端转差分结构 |
| 3.4.5 低阻单端转差分结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 光电探测器电路实现与实验 |
| 4.1 稳压芯片与直流供电 |
| 4.2 物料选取 |
| 4.2.1 阻容感元件 |
| 4.2.2 其他 |
| 4.3 PCB设计和器件封装 |
| 4.3.1 板材选取 |
| 4.3.2 PCB设计与布局布线 |
| 4.3.3 电路封装 |
| 4.4 电路测试与结果分析 |
| 4.4.1 探测器概览 |
| 4.4.2 测试系统搭建 |
| 4.4.3 跨阻放大结构 |
| 4.4.4 低阻放大结构 |
| 4.4.5 探测器时间稳定度测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 光纤时间同步系统接收和中继模块优化 |
| 5.1 超窄脉冲发生器 |
| 5.1.1 电路结构与原理 |
| 5.1.2 电路设计与仿真 |
| 5.1.3 性能测试 |
| 5.2 宽带功分器 |
| 5.2.1 功分器基础 |
| 5.2.2 微带线宽带功分器 |
| 5.2.3 集总宽带功分器 |
| 5.2.4 性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（3）基于谐波混频的功放波形测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究历史及其现状 |
| 1.3 论文安排 |
| 第二章 谐波混频电路设计 |
| 2.1 整体电路设计 |
| 2.2 梳状谱信号发生器 |
| 2.2.1 梳状谱发生器原理 |
| 2.2.2 梳状谱发生器电路 |
| 2.2.3 实验结论 |
| 2.3 驱动电路 |
| 2.3.1 放大电路分析 |
| 2.3.2 滤波电路 |
| 2.3.3 实验结论 |
| 2.4 宽带频域均衡电路 |
| 2.4.1 频域幅度均衡原理 |
| 2.4.2 宽带均衡器仿真与实验 |
| 2.4.3 实验结论 |
| 2.5 宽带耦合器 |
| 2.5.1 耦合器原理 |
| 2.5.2 宽带耦合器原理 |
| 2.5.3 宽带耦合器仿真与测试 |
| 2.5.4 实验结论 |
| 2.6 谐波混频电路 |
| 2.6.1 电路原理图 |
| 2.6.2 电路测试 |
| 2.6.3 实验结论 |
| 2.7 本章总结 |
| 第三章 信号校正与恢复 |
| 3.1 信号频谱误差 |
| 3.2 插值法 |
| 3.2.1 谱线内插法 |
| 3.2.2 比值校正法 |
| 3.3 相位差校正法 |
| 3.4 全相位校正法 |
| 3.4.1 全相位比值校正法 |
| 3.4.2 全相位相位差校正法 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 实验结果与分析 |
| 4.1 电路验证 |
| 4.2 功放信号恢复 |
| 4.2.1 电路系数测试 |
| 4.2.2 信号波形恢复验证 |
| 4.2.3 功放输出信号测量 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（4）大气温室气体近红外激光外差光谱遥感探测技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 温室气体 |
| 1.1.2 观测方式 |
| 1.1.3 观测需求 |
| 1.2 激光外差光谱检测技术 |
| 1.2.1 发展历史 |
| 1.2.2 发展现状 |
| 1.3 主要内容 |
| 第二章 激光外差光谱技术理论基础 |
| 2.1 激光外差检测基础 |
| 2.1.1 光源 |
| 2.1.2 光伏探测器 |
| 2.1.3 激光外差检测技术 |
| 2.2 大气分子吸收 |
| 2.2.1 大气的结构 |
| 2.2.2 分子吸收理论 |
| 2.2.3 大气透过率模拟 |
| 2.3 反演方法 |
| 2.3.1 线性问题与近似线性问题的求解 |
| 2.3.2 非线性问题求解 |
| 2.3.3 反演流程 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 自由空间激光外差辐射计 |
| 3.1 自由空间激光外差辐射计原理样机 |
| 3.1.1 分布式反馈半导体激光器 |
| 3.1.2 黑体 |
| 3.1.3 高速光电探测器 |
| 3.1.4 射频信号处理电路 |
| 3.2 测量系统分析 |
| 3.2.1 射频信号特征 |
| 3.2.2 黑体的吸收光谱 |
| 3.3 实际大气透过率测量 |
| 3.3.1 实际大气测量装置 |
| 3.3.2 测量结果与分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 全光纤双通道激光外差辐射计 |
| 4.1 光纤式激光外差测量系统 |
| 4.1.1 太阳跟踪仪 |
| 4.1.2 太阳光的调制 |
| 4.1.3 高速光电探测器 |
| 4.2 测量系统特征 |
| 4.2.1 激光扫描方式 |
| 4.2.2 外差检测中信号光功率的估计 |
| 4.2.3 仪器函数 |
| 4.3 双通道大气透过率的同时检测 |
| 4.3.1 测量参数 |
| 4.3.2 大气透过率光谱 |
| 4.3.3 长期测量结果 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 便携式激光外差辐射计的研制 |
| 5.1 仪器的研制 |
| 5.1.1 设计方案 |
| 5.1.2 激光器控制 |
| 5.1.3 前置放大器 |
| 5.1.4 软件设计 |
| 5.2 实验观测 |
| 5.2.1 外差信号预处理 |
| 5.2.2 外场观测 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 基于随机共振的激光外差光谱探测 |
| 6.1 随机共振的基础理论 |
| 6.1.1 微弱信号提取方法 |
| 6.1.2 郎之万方程 |
| 6.1.3 福克-普朗克方程 |
| 6.1.4 随机共振输出信噪比 |
| 6.2 输入信号预处理 |
| 6.2.1 数值仿真约束条件与求解 |
| 6.2.2 数据预处理 |
| 6.3 数据处理 |
| 6.3.1 数值模拟 |
| 6.3.2 外差信号的提取 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 大气中碳同位素气体的光谱检测 |
| 7.1 背景 |
| 7.2 基于外腔激光器的激光外差辐射计 |
| 7.2.1 实验装置 |
| 7.2.2 外腔激光器 |
| 7.2.3 吸收线的选择 |
| 7.2.4 测量结果 |
| 7.3 小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果 |
（5）Ku波段硅基相控阵收发组件关键技术研究与芯片设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 T/R组件及其子模块电路芯片国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题研究内容与难点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究难点 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第2章 幅相控制多功能芯片系统设计 |
| 2.1 有源相控阵收发系统结构分析 |
| 2.1.1 有源相控阵收发系统结构分析 |
| 2.1.2 收发组件芯片结构分析 |
| 2.2 幅相控制多功能芯片系统结构设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 无源器件研究与设计 |
| 3.1 电磁场仿真软件工具介绍 |
| 3.2 ADS路场混合仿真方法与工艺衬底建模 |
| 3.2.1 ADS路场混合仿真方法 |
| 3.2.2 工艺衬底建模 |
| 3.3 电感电磁场仿真方法研究与验证 |
| 3.4 无源巴伦研究与设计 |
| 3.4.1 巴伦主要指标 |
| 3.4.2 无源巴伦分析与设计 |
| 3.4.3 无源巴伦测试结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 Ku波段单刀双掷开关研究与设计 |
| 4.1 开关分类 |
| 4.2 开关主要性能指标 |
| 4.3 常见的单刀双掷开关电路结构 |
| 4.4 Ku波段单刀双掷开关分析与设计 |
| 4.4.1 Ku波段小线性度串并联单刀双掷开关电路设计 |
| 4.4.2 Ku波段小线性度串并联单刀双掷开关电路芯片测试结果 |
| 4.4.3 Ku波段线性度可调串并联单刀双掷开关电路设计 |
| 4.4.4 Ku波段线性度可调串并联单刀双掷开关电路芯片测试结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 Ku波段放大器电路研究与设计 |
| 5.1 放大器电路主要性能指标 |
| 5.2 SiGe HBT器件频率特性和噪声特性分析 |
| 5.2.1 SiGe HBT器件频率特性分析 |
| 5.2.2 SiGe HBT器件噪声特性分析 |
| 5.3 Ku波段SiGe HBT低噪声放大器电路研究与设计 |
| 5.3.1 SiGe HBT低噪声放大器电路分类 |
| 5.3.2 Ku波段SiGe HBT低噪声放大器电路分析与设计 |
| 5.3.3 Ku波段SiGe HBT低噪声放大器芯片测试结果 |
| 5.4 Ku波段功率放大器电路研究与设计 |
| 5.4.1 SiGe HBT功率放大器电路分类 |
| 5.4.2 Ku波段单级功率放大器电路分析与设计 |
| 5.4.3 Ku波段单级功率放大器芯片测试结果 |
| 5.4.4 Ku波段两级高增益功率放大器电路分析与设计 |
| 5.4.5 Ku波段两级高增益功率放大器芯片测试结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 Ku波段数控衰减器电路研究与设计 |
| 6.1 衰减器主要性能指标 |
| 6.2 衰减器电路结构分类 |
| 6.2.1 开关路径衰减器 |
| 6.2.2 分布式衰减器 |
| 6.2.3 开关T/Π型衰减器 |
| 6.2.4 X-型衰减器 |
| 6.3 Ku波段6 位数控衰减器分析与设计 |
| 6.4 Ku波段6 位数控衰减器芯片测试结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 Ku波段数控移相器电路研究与设计 |
| 7.1 移相器主要性能指标 |
| 7.2 移相器电路结构分类 |
| 7.2.1 开关线型移相器 |
| 7.2.2 加载线型移相器 |
| 7.2.3 高通-低通式移相器 |
| 7.2.4 放大器型移相器 |
| 7.3 Ku波段6 位数控移相器分析与设计 |
| 7.3.1 输入巴伦的设计 |
| 7.3.2 两级RC多相滤波器的设计 |
| 7.3.3 正交全通滤波器的设计 |
| 7.3.4 模拟差分加法器的设计 |
| 7.3.5 数模转换电路的设计 |
| 7.3.6 输出缓冲和有源巴伦电路的设计 |
| 7.3.7 插损补偿放大器的设计 |
| 7.3.8 10-18 GHz6 位数控移相器的设计 |
| 7.3.9 6-18 GHz6 位数控移相器的设计 |
| 7.4 Ku波段6 位数控移相器芯片测试结果 |
| 7.4.1 10-18 GHz6 位数控移相器芯片测试结果 |
| 7.4.2 6-18 GHz6 位数控移相器芯片测试结果 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 Ku波段幅相控制多功能芯片系统集成与测试 |
| 8.1 Ku波段幅相控制多功能芯片系统集成 |
| 8.2 系统集成芯片版图设计考虑 |
| 8.3 Ku波段幅相控制多功能芯片系统测试 |
| 8.3.1 接收链路测试结果 |
| 8.3.2 发射链路测试结果 |
| 8.3.3 Ku波段幅相控制多功能芯片系统测试结果 |
| 8.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第9章 总结与展望 |
| 9.1 总结 |
| 9.2 展望 |
| 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 攻读博士学位期间申请专利目录 |
| 致谢 |
（6）大带宽、高功率硅基锗光电探测器及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 硅基光子学的研究意义及现状 |
| 1.3 硅基锗光电探测器的研究意义与现状 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 2 硅基锗光电探测器的理论、制作和测试 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光电探测器的基本理论 |
| 2.3 光电探测器的主要性能指标 |
| 2.4 硅基锗探测器的制作流程 |
| 2.5 硅基锗探测器的测试与表征 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 硅基锗探测器的设计矛盾以及优化思路 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光电探测器的设计矛盾 |
| 3.3 光电探测器的优化思路 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于载流子加速技术的硅基锗探测器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 载流子加速探测器的设计思路 |
| 4.3 载流子加速探测器的性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 微环谐振型硅基锗雪崩探测器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微环谐振型雪崩探测器的设计思路 |
| 5.3 微环谐振型雪崩探测器的性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 高功率硅基锗探测器 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 分布式吸收区的理论模型 |
| 6.3 基于分布式吸收区结构的高功率集总探测器 |
| 6.4 基于分布式吸收区结构的高功率行波探测器 |
| 6.5 基于分布式吸收区结构的高功率平衡探测器 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 硅基锗探测器的系统应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 高密度全集成的片上光互连系统 |
| 7.3 并行架构的微波信号处理系统 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 9 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 英文缩写简表 |
（7）射频芯片IP化建模技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 射频功放建模的国内外研究状况 |
| 1.3 PIN二极管建模国内外研究状况 |
| 1.4 本文的研究内容和结构安排 |
| 第二章 功放和开关电路和建模基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 芯片模型原理 |
| 2.2.1 行为模型理论 |
| 2.2.2 紧凑模型理论 |
| 2.3 HEMT和 PIN工作机理 |
| 2.3.1 HEMT器件结构与工作原理 |
| 2.3.2 PIN二极管器件结构与工作原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 GaAs功率放大器模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 寄生参数提取 |
| 3.3 大信号建模 |
| 3.4 功放电路验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 GaN功率放大器模型 |
| 4.1 准物理基的区域划分大信号模型 |
| 4.2 自热与陷阱效应的表征 |
| 4.3 模型结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 PIN开关芯片模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PIN二极管模型 |
| 5.2.1 双极扩散方程基本理论 |
| 5.2.2 PIN二极管模型 |
| 5.3 PIN开关芯片模型 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（8）宽带通信中的超高速数据转换器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 宽带通信中的超高速数据转换器应用 |
| 1.2 超高速数据转换器研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 超高速数据转换器中的关键问题 |
| 1.4 本论文研究思路与组织结构 |
| 第二章 InP DHBT超高速数据转换器原理 |
| 2.1 InP DHBT器件工艺和基本电路形式 |
| 2.2 超高速跟踪保持放大器 (THA) |
| 2.2.1 THA性能指标 |
| 2.2.2 高速THA电路拓扑 |
| 2.3 快闪型模数转换器(Flash ADC) |
| 2.3.1 工作原理和性能指标 |
| 2.3.2 Flash ADC的非理想效应 |
| 2.4 电流舵型数模转换器(CS DAC) |
| 2.4.1 工作原理和性能指标 |
| 2.4.2 CS DAC的非理想效应 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 超高速THA中的关键技术与设计方法 |
| 3.1 THA整体架构 |
| 3.2 24-Gsps的带宽增强型THA设计 |
| 3.2.1 阻容退化带宽增强技术 |
| 3.2.2 宽带THA电路设计 |
| 3.3 40-Gsps的高线性度THA设计 |
| 3.3.1 Vbe调制非线性分析 |
| 3.3.2 高线性度THA电路设计 |
| 3.4 64-Gsps的超宽带THA设计 |
| 3.4.1 有源电感峰化技术 |
| 3.4.2 超宽带THA设计 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 超高速THA电路测试与分析 |
| 4.1 THA电路测试系统和平台 |
| 4.2 THA-24芯片测试与分析 |
| 4.3 THA-40芯片测试与分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 超高速ADC和DAC电路设计研究 |
| 5.1 超高速ADC电路设计考虑 |
| 5.1.1 关键电路设计 |
| 5.1.2 信号完整性问题改善 |
| 5.1.3 时钟分配网络设计与优化 |
| 5.1.4 版图总体优化和仿真 |
| 5.2 超高速DAC电路设计 |
| 5.2.1 超高速电路中的双采样技术 |
| 5.2.2 关键电路设计 |
| 5.2.3 版图布局优化与仿真 |
| 5.2.4 DAC测试结果与分析 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）具有PIN限幅器的低噪声放大器的HPM扰乱效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要内容以及结构安排 |
| 第二章 射频前端的HPM耦合与效应研究 |
| 2.1 常见的电磁脉冲 |
| 2.1.1 高功率微波 |
| 2.1.2 核电磁脉冲 |
| 2.2 HPM耦合途径及耦合分析 |
| 2.2.1 HPM耦合途径 |
| 2.2.2 HPM的前门耦合分析 |
| 2.2.3 HPM的微波损伤效应 |
| 2.3 HPM的防护技术 |
| 2.4 典型接收机结构及关键器件 |
| 2.4.1 超外差式接收机 |
| 2.4.2 PIN二级管 |
| 2.4.3 HEMT晶体管 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 PIN二极管的HPM损伤效应研究 |
| 3.1 PIN二极管模型建立 |
| 3.1.1 数值模型 |
| 3.1.2 器件结构 |
| 3.2 HPM对 PIN限幅器的效应分析 |
| 3.3 器件参数对HPM损伤的影响 |
| 3.3.1 器件衬底浓度对HPM损伤的影响 |
| 3.3.2 并联电感对HPM损伤的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 射频前端防护模块设计与研究 |
| 4.1 PIN限幅器基础知识 |
| 4.1.1 PIN限幅器技术指标 |
| 4.1.2 PIN限幅器设计方法 |
| 4.2 PIN限幅器设计 |
| 4.2.1 时域等效电路 |
| 4.2.2 具体电路设计 |
| 4.3 限幅器对强电磁脉冲的防护仿真 |
| 4.3.1 HPM防护仿真 |
| 4.3.2 快上升沿电磁脉冲防护仿真 |
| 4.4 微带线带通滤波器的仿真设计 |
| 4.5 一体化防护模块仿真设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 低噪声放大器的设计以及HPM效应研究 |
| 5.1 搭建低噪声放大器电路 |
| 5.1.1 低噪声放大器技术指标 |
| 5.1.2 低噪声放大器电路设计 |
| 5.2 低噪声放大器的HPM效应 |
| 5.2.1 低噪声放大器的非线性效应仿真 |
| 5.2.2 低噪声放大器在HPM脉冲下的恢复时间 |
| 5.2.3 HPM脉冲对低噪声放大器各端口的扰乱电压 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）InP HBT器件模型及太赫兹单片放大电路研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 太赫兹技术发展 |
| 1.1.2 固态太赫兹技术 |
| 1.2 高频InP HBT器件模型研究进展 |
| 1.2.1 小信号模型进展 |
| 1.2.2 大信号模型进展 |
| 1.3 太赫兹InP HBT单片放大电路研究进展 |
| 1.4 本文的研究内容和章节安排 |
| 第二章 InP HBT器件基本原理及其高频测试方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 HBT器件基本工作原理 |
| 2.3 国产太赫兹InP DHBT器件 |
| 2.4 太赫兹器件测试与校准 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 太赫兹InP HBT电极间寄生效应研究和小信号等效电路模型建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 太赫兹InP HBT电极间寄生效应研究方法 |
| 3.2.1 三维电磁场仿真方法概述 |
| 3.2.2 寄生参数三维电磁场仿真提取方法研究 |
| 3.3 色散电极间寄生参数模型 |
| 3.3.1 色散电极间寄生参数模型拓扑 |
| 3.3.2 EM仿真软件校准 |
| 3.3.3 色散电极间寄生参数提取方法 |
| 3.3.4 色散电极间寄生参数模型的小信号模型验证 |
| 3.3.5 电极间寄生参数提取小结 |
| 3.4 InP HBT双基极内电阻小信号等效电路模型拓扑 |
| 3.5 双基极内电阻小信号模型参数提取 |
| 3.5.1 串联电阻和串联电感提取 |
| 3.5.2 寄生电容提取 |
| 3.5.3 本征参数初始化与参数提取 |
| 3.6 多偏置小信号模型验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 InP HBT大信号等效电路模型建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 InP HBT大信号等效电路模型拓扑优化 |
| 4.3 InP HBT大信号模型参数提取 |
| 4.3.1 电流方程及其参数提取 |
| 4.3.2 电荷方程及其参数提取 |
| 4.3.3 软膝现象 |
| 4.3.4 热-电耦合 |
| 4.4 大信号模型在电路仿真软件中的实现 |
| 4.5 模型验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 太赫兹InP DHBT单片放大电路研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 InP DHBT单片电路设计环境 |
| 5.3 太赫兹单片放大电路的设计方法 |
| 5.4 140 GHz单片放大电路研究 |
| 5.4.1 140 GHz级联放大器 |
| 5.4.2 140 GHz功率合成放大器 |
| 5.5 平面空间功率合成(IPS)功分器研究 |
| 5.5.1 平面空间功率合成(IPS)功分器 |
| 5.5.2 常用太赫兹功分器对比分析 |
| 5.6 220 GHz单片放大电路研究 |
| 5.6.1 220 GHz级联放大器 |
| 5.6.2 T型结功分器220 GHz单片放大器 |
| 5.6.3 IPS功分器220 GHz单片放大器 |
| 5.7 300 GHz单片放大电路研究 |
| 5.7.1 200 -340 GHz IPS功分器设计 |
| 5.7.2 300 GHz功率合成共基极放大器设计 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 太赫兹单片放大器封装技术研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 过渡结构设计 |
| 6.2.1 倒置共面波导过渡结构 |
| 6.2.2 金丝键合E面探针对比研究 |
| 6.3 腔体设计 |
| 6.4 放大器模块测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 本文的主要工作和创新点 |
| 7.3 未来工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
四、大信号射频二极管的时域模拟初步分析（论文参考文献）
- [1]微波光子模数转换关键技术研究[D]. 何红霞. 浙江大学, 2021(01)
- [2]光纤时间同步系统中接收和中继模块的设计与实现[D]. 王友林. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]基于谐波混频的功放波形测量技术研究[D]. 张嘉. 电子科技大学, 2021(01)
- [4]大气温室气体近红外激光外差光谱遥感探测技术及应用研究[D]. 王晶晶. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [5]Ku波段硅基相控阵收发组件关键技术研究与芯片设计[D]. 罗磊. 东南大学, 2021(02)
- [6]大带宽、高功率硅基锗光电探测器及其应用[D]. 周德. 华中科技大学, 2020(02)
- [7]射频芯片IP化建模技术研究[D]. 李宜含. 电子科技大学, 2020(01)
- [8]宽带通信中的超高速数据转换器研究[D]. 李少军. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [9]具有PIN限幅器的低噪声放大器的HPM扰乱效应研究[D]. 李赟. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [10]InP HBT器件模型及太赫兹单片放大电路研究[D]. 陈亚培. 电子科技大学, 2020(07)