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毫米波矢量调制器芯片的设计和测试

电子测量与仪器学报2009年增刊毫米波矢量调制器芯片的设计和测试

侯阳吴亮钱蓉孙晓玮

(中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050)

纂墨:矢量调制器芯片作为一种可以直接对载波同时进行幅度和相位调制的新型电路,是目前毫米波通信和雷达系统

中的一个研究热点。本文首先利用Agilent ADS软件仿真设计了一款工作在l(a波段的毫米波矢量调制器芯片,并基于先进的GaAs pHEMT工艺线流片成功。同时完整的提出了矢量调制器芯片的测试系统和测试流程,利用Agilent的四款仪器设备搭建了一个芯片测试平台,实际测量结果显示,测试系统稳定可靠,该款芯片的各项指标均达到国际先进水平.

关键字t毫米波芯片测试;单片集成电路;矢量调制器

中图分类号:TP2文献标识码:A

Design and

Measurement of Millimeter-Wave Vector Modulator

Hou Yang Wu Liang Qian Rong Sun Xiaowei

(Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology,Shanghai200050)

Abstract:Recently the demand of high performance,low cost vector modulators for millimeter-wave direct carrier modulation applications is increasing.In this paper9a

millimeter-wave vec幻旷modulator integrated circuit was designed by using Agilent ADS software and realized with advanced GaAs pHEMT process.FuHhe珊orc,this paper systematically prcsented the vector modulator measurement setup,which employing four Agilent instruments.Finally the measurement results show that the vector modulator achieves world’s highest level.

Keywords:Millimeter-wave circuit measurement;monolithic integrate circuit;vector modulator

1引言

在许多先进的毫米波通信和雷达系统中,精

确的相位和幅度调制是最关键的技术之一uⅢ’。

在通信系统中,往往都是对基带信号进行调制后,

上变频到毫米波载波进行无线传输:而在一些需

要直接对毫米波载波进行调制的雷达系统中,往

往采用昂贵的毫米波数字移相器和数字衰减器,

其精度受控制位数限制。为了简化直接载波调制

系统,矢量调制器(Vector Modulator)的概念最

早于1988年提出∞1,它的基本原理如图l所示,

将输
入信号正交等分成I,Q两路信号,然后分别

将输入信号正交等分成I,Q两路信号,然后分别

对两路信号进行调幅,最后在经过同相合成得到

输出信号。根据矢量相加原理,可以通过简单的

调幅模块实现对信号的幅度相位联合调制。

最近几年由于芯片工艺的不断提高,毫米波矢量

调制器单片集成电路(删IC)成为了一个热门研究

领域川哺儿引。由于器件在毫米波波段的寄生参数对

系统性能影响很大,各个器件之问电磁场耦合增

332强,所以针对毫米波电路的设计和仿真变得更加复杂;同时,对毫米波矢最调制器芯片的测试也需要详细的分析。本文第二节简要的介绍了利用先进的仿真软件Agi Ient ADS设计Ka波段矢量调制器芯片的流程,第三节则重点介绍毫米波矢量调制器的测试系统,针对矢量调制器各个指标分别介绍了测试流程,在第三节最后,给出了针对本文设计的Ka波段矢量调制器芯片的测试结果。

图1矢量调制器的基本原理

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(共5页)

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