Abstract塑垩奎兰堡主兰垡丝奎一AbstractIn recent years，a band诵dth of 7GHzaround 60GHz is allowed for commerClaJdevelopment t0 aChieve ultra highspeed short-rangewireless commuIllcatlonswmcnbooms great eIImuSiasm fIrom m萄or wireless companiesand research mstltutlonsod“elop tlle 60GHz communications techn。1。g)，Am。ng them，theuse“cMOsintegrated circuit design haS significant low coSt锄d hi曲integrationadV嘲ges aIldbecome a research hotspot in 60GHz radio矗equency techlologyWi血lowfT aIld fm双，me limited output power of CMOS circuit is a m萄or disa(1Var姆This p印er眦saresearch 0n a novel 60GHz millimeter-、vae power sourceb2Lsed on CMOS technology，tlle power soce is designed in CMOS inte鲈ated circu“m ordert0 0btalIl 11igll output口oWerm poWer source consistS of鲫nular s伽dingwave 0scill慨power锄pll士lerand州er Syn也esizerm锄u12ur stan魄waVe oScillator is朗closed ofto砒half-wave oscillators，砌ch o蛳n栅di骶rnial si萨als of t11e鲫e肌quency，pnaSe觚d IIlagnitude111e di虢remial si印als is锄plijcied by me radio frequency power锄plifier，雒d岫。唧utt0恤舭脚nator t0 couple in a reC伽刚盯c吖啊佗30mtorW00ng iIl TElol modeWe c觚obtaill tligll Synmetic output power训也m觚yrectangular cavit)r resonatorS t0 s01Ve tlle problemof low ou印ut power m uu3teChnologyThe first pan 0f thjs paper desc曲es tlle oVemllS仃ucture“也e power S0urce，tllis part i11d印m咖dy on也e circuit舭眦趴d b撕c tlleoDrof me锄ular s伽dmgwaVe oscill咖r and power coIrlbin既The Second p砒讧estigatestlle baSlc tlleory锄ddesign of power锄pli眠illcludillg恤cl嬲sificatioIl，位aIlalysis of key刚om龇ceiIldicators aIld desigIl mc舶ds 0f me poWer锄plifier111ethjrd part focuSes 0n付ledeSign of 30GHz poWer踟plifier in O1 8岫CMOS processm锄plifierisdeSigntomaXimmllly an叩li母me output power of咖IdiIlg wave oscill龇0r iIl lillearlyI。he deslgIlincludes t11e selection of觚lplifier S仃ucture，此opti“zationaIld shulation ol schematlc觚d layoutFinally“s paIt deSig璐a 30GHz九4蛐ding、aVe resonatoraIld analyzesitS mrcorulection、，itll mc power anlplifierB商ng on lo珏叫l tec眦que 0btalIlS theoptimal ou印ut嘶dance，the 30GHz claSs-A power aI：叩1ifier deliVerS 93dBm output品wer witll odBm i珥，ut，gain is l o1 4dB，input 1 dB compreSsion point iS 04dBm wlm二。wer added efficiency 0f 132，锄d p。werconsuIT毗ion遗57石mwKe，州ords：CMOS；60GHz；Power sollrce；st髓ding wave oscillator；Power锄叩11tler；Loadpull；Power combinerlll目录目 录IIIABSIRACIIII第1章绪论l11 60GHz短距离无线通信的背景和意义1111 60GHz无线通信技术的频谱资源及其特点1112 60GHz无线通信技术的集成电路特点212 60G短距离无线通信国内外研究进展。2121国外学术界基于CMOS工艺60GHz射频收发芯片研究进展2122国外学术界基于CMOS工艺60GHz功率放大器研究进展3123国内60GHz CMOS射频电路研究现状4124工业界60GHz无线短距离通信技术发展及标准现状4125 60GHz CMOS工艺毫米波合成技术513论文的主要研究内容和组织结构7131论文研究内容7132论文组织结构8第2章新型60GHz毫米波功率源设计方案921 SWO的原理及结构1 O211传输线基本理论10212传输线的状态特征量沿传输线的变换11213传输线上驻波的形成13214九2 SWO的原理14215环形SWO阵列结构及其拓展方案_1522“TEl01批”功率合成器l 7221分布式谐振器及其特征参数17222基于差分传输线的M驻波谐振器。2l223“TEl01M”功率合成器拓展方案2223本章小结23第3章功率放大器的设计基础2431功率放大器的分类24311 A类功率放大器25312 B类功率放大器2732功率放大器的性能指标29321功率放大器的增益及其非线性29一IV浙江大学硕士学位论文 目录322功率放大器的效率30323频率响应特性3133功率放大器的设计32331稳定性设计32332输入输出匹配网络的设计34333偏置电路的设计3634本章小结j36第4章30GHz CMOS功率放大器的设计3741 MOSFET器件的物理基础3742功率放大器的设计39421环形SWO的输出功率一39422功率放大器种类的选择41423功率放大器结构的选择4l424电源电压的确定42425功率放大器级数的选择42426整体电路结构43427偏置电路的设计45428输入输出匹配电路的设计4643前仿真结果及分析47431功率增益和输入输出匹配的仿真与分析47432稳定性仿真与分析。48433功率增益压缩仿真与分析4944版图设计与仿真结果5045 30GHz入4驻波谐振器的设计5246功率源各部分电路的互联5547本章小结56第5章总结与展望57参考文献58作者简历及在学期间所取得的科研成果61一V一绪论展，人们对高速无线通信的需求越来越大，当前主流的短距离无线通信技术以工作在24GHz的80211系列无线局域网、蓝牙、w1FI等为主，其通信速率一般为1Mbps到11Mbps不等，即使是工作在5GHz频段的80211a无线局域网也只能提供最高54Mbps的通信速率，这已经不能满足今后无线通信技术发展的要求。高速率大带宽的无线通信技术是今后发展的趋势，60GHz短距离无线通信应运而生，在60GHz附近有7GHz带宽可免许可使用，能够提供高达数Gbps的通信速率，非常有潜力成为未来主流