學位論文
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Item X波段低雜訊放大器與K/Ka波段功率放大器之設計(2024) 顏辰洋; Chen-Yang, YenItem 應用於5G行動通訊之28GHz與38GHz相移器設計(2019) 林于惠; Lin, Yu-Hui本論文實現兩顆應用於Ka頻段的五位元相移器設計，第一顆相移器採用標準0.18-μm 1P6M互補式金屬氧化物半導體製程來實現，整體晶片面積(包含PAD)為0.94 mm × 0.57 mm，操作頻率在27 GHz至29 GHz，180°相移器使用相位可反向衰減器(PIVA)架構，90°相移器使用反射式相移器(RTPS)架構，剩餘位元皆為開關式相移器(STPS)架構。整體輸入反射係數小於 -14.13 dB、輸出反射係數小於 -5.35 dB，中心頻28GHz時，RMS振幅誤差為0.15 dB、RMS相位誤差為3.77°、直流功率消耗為0 mW。 第二顆相移器採用標準65-nm 1P9M互補式金屬氧化物半導體製程來實現，整體晶片面積(包含PAD)為0.67 mm × 0.49 mm，操作頻率為36 GHz至40 GHz，架構與第一顆同，180°相移器使用相位可反向衰減器架構，90°相移器使用反射式相移器架構，剩餘位元皆為開關式相移器架構。整體輸入反射係數小於 -13.03 dB、輸出反射係數小於 -8.09 dB，中心頻38GHz時，RMS振幅誤差為0.82 dB、RMS相位誤差為0.83°、直流功率消耗為0 mW。Item 應用於毫米波相位陣列系統之相移器設計(2019) 蕭璿; Hsiao, Hsuan近年來隨著物聯網(Internet of Things, IOT)與第五代行動通訊(5th Generation Mobile Networks, 5G)帶動高速通訊的發展，資料傳輸需要更寬的頻寬來滿足大量傳輸需求，傳輸頻段必須往更高頻段移動，因此高頻訊號先天路徑損耗較大的問題變成必須克服的難題，本論文主要研究毫米波相位陣列系統之相移器設計，利用波束成形(Beamforming)技術來解決高頻傳輸路徑損耗過大問題。 第三章介紹ka頻帶五位元開關式相移器，電路採用電路採用標準0.18-μm 1P6M互補式金屬氧化物半導體製程(Standard 0.18-μm 1P6M CMOS process)實現，其中四個位元採用T橋式相移器架構，另一位元採用高低通網路架構。電路功率消耗為0mW，整體晶片面積為0.84 mm2，操作頻率為26GHz至31GHz，輸入反射係數小於-7.1dB、輸出反射係數小於-5.2dB、RMS相位誤差小於5.37°、RMS振幅誤差小於0.85dB。 第四章為了改善第三章相移頻寬，將90°相移器採用反射式架構，180°相移器採用相位可反相衰減器，其餘位元皆採用T橋式相移器架構。操作頻率為26至31GHz，電路功率消耗為0 mW，整體晶片面積0.64 mm2，輸入反射係數小於-13.4dB，輸出反射係數小於-5.5dB，RMS相位誤差小於3.07°，RMS振幅誤差小於1.06dB。 第五章介紹ka頻帶五位元開關式相移器，電路採用標準65-nm 1P9M互補式金屬氧化物半導體製程(Standard 65-nm 1P9M CMOS process)實現，為了降低相移器之間的負載效應，將180°相移器採用兩個90°T橋式相移器組成，使得五位元相移器皆採用T橋式相移器架構。電路功率消耗為0 mW，整體晶片面積為0.39mm2，操作頻率為36GHz至40GHz，輸入反射係數小於-8.8dB、輸出反射係數小於-8.2 dB、RMS相位誤差小於7.3°、RMS振幅誤差小於1.8 dB。 第六章介紹ka頻帶向量合成式相移器，相移解析度為5Bit，控制電路電壓解析度為6Bit，電路採用標準65-nm 1P9M互補式金屬氧化物半導體製程(Standard 65-nm 1P9M CMOS process)實現，電路功率消耗為6.6mW，整體晶片面積為0.37mm2，操作頻率為36GHz至40GHz，輸入反射係數小於-19.6dB，輸出反射係數小於-5.5dB，RMS振福誤差小於0.17dB，RMS相位誤差小於1.67°。Item Ka頻帶升頻混頻器與I/Q調變器設計與實現(2016) 黃絹容; Huang, Chuan-Jung對於射頻收發器系統來說，混頻器與調變器扮演著相當重要的角色，為了達到混頻與高隔離度，現今，混頻器與調變器的設計以砷化鎵製程(GaAs process)為主。隨著CMOS的進步，近年來射頻電路大部份已經成功整合至CMOS 製程當中，且CMOS具有低功率消耗、低成本、高整合度的優勢，因此本論文將設計及實現Ka頻帶升頻混頻器、次諧波混頻器、I/Q調變器。 本論文將介紹第一個電路為Ka頻帶升頻混頻器，藉由電晶體偏壓操作在弱反轉區而達到低功率消耗與低LO驅動功率且有不錯的轉換增益。在IF端加入緩衝放大器(Buffer Amplifier)以提高功率增益。在LO驅動功率為0 dBm時，量測結果之頻帶為15-34 GHz、轉換增益為 1.5±2.5 dB、整體功率消耗約為2.5 mW，LO-IF與LO-RF的隔離度大於45 dB，晶片佈局面積為0.31 mm^2。 然而Ka頻帶升頻混頻器在LO頻率下的功率與低邊頻帶、高邊頻帶的訊號較相近，為了改善這個問題，因此將升頻混頻器延伸至次諧波混頻器降低LO端頻率，也可以降低鎖相迴路與壓控震盪器的設計難度。而第二個介紹的電路次諧波混頻器其2LO-IF與2LO-RF的隔離度大於58 dBm、LO-IF與LO-RF的隔離度大於51 dB，晶片面積為0.6156 mm^2。 為了提高系統的靈敏度，而設計第三個電路為應用於Ka頻帶的正交調變器。藉由輸入訊號分成I路徑、Q路徑兩個路徑，消除輸出高邊頻帶或低邊訊號其中一邊訊號來提高系統的靈敏度與整個系統的線性度。此電路最大特色為擁有較寬頻的鏡像拒斥比，其晶片面積為0.825 mm^2。