Ku波段镜像抑制混频多功能MMIC芯片设计

设计应用技术
U =2 V U =4 V Gain U =3 V
-1.0
0.4
0.6
0.8
1.01.2
1.4
-1.8
-1.6
-1.4
U /V
G a i n /d B
N F /d B
-1.2
0.0
2
46
810
1214161820
 2023年6月25日第40卷第12期
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1.5　级联设计
将已设计完成的LNA 、L O buffer 以及混频器3个单元电路版图拼成整版进行仿真，混频多功能芯片版图如图4所示。

图4　混频多功能芯片版图
2　测试结果分析
采用先进化合物半导体工艺进行流片，回片后对晶圆进行测试。

测试条件设置本振功率为0 dBm ，中频频率为3 GHz ，射频频率为12～16 GHz 。

射频频率变化曲线如图5所示。

12.0
12.5
13.0
13.5
14.014.515.0
15.5
16.0
1011121314151617变频增益/d B 频率/GHz
P LO =0 dBm
（a ）变频增益随射频频率变化曲线
P LO =0 dBm
12.0
12.513.013.514.014.515.015.516.0
-30
-25
-20
-15
-10
本振-中频
隔离度/d B 频率/GHz
（b ）本振到中频端口隔离度随射频频率变化曲线
P LO =0 dBm
12.0
12.5
13.0
13.514.014.5
15.0
15.5
16.0
0.00.5
1.0
1.5
2.0
噪声系数/d B 频率/GHz
（c ）噪声系数随射频频率变化曲线
P LO =0 dBm
12.0
12.513.013.5
14.014.515.015.516.0
253035404550镜频抑制/d B
频率/GHz
（d ）镜频抑制随射频频率变化曲线
图5　射频频率变化曲线
由测试曲线可知：（1）在频率为12～16 GHz 范围内，变频增益为13～14 dB ，增益平坦度为 1 dB 左右；（2）本振-中频隔离度≥20 dB ，具有较好的隔离度；（3）在射频频率工作范围内，噪声系数≤1.5 dB ，镜频抑制大于30 dB ，具有较高的镜频抑制度。

3　结　论
基于先进化合物半导体工艺，设计了一款集LNA 、本振buffer 以及混频器为一体的下变频混频多功能芯片。

在工作频带内，多功能芯片的典型变频增益为14 dB ，噪声系数小于1.5 dB ，镜频抑制大于 30 dB ，本振到中频的隔离度大于20 dB 。

与国内外同类型产品对比，本产品具有低噪声、高隔离度以及高镜频抑制度等优异性能，非常适用于点对点通信等接收前端。

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