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近年来无线通信的迅猛发展,对设备的集成度和性能要求越来越高。硅基片上集成电感满足了低损耗,高集成的要求。功率分配器,这样一种无源器件,尺寸和性能直接影响着整个系统的工作质量。Wilkinson(威尔金森)功率分配器早在20世纪60年代就被提出,本文从理论和实验两方面结合现代硅基工艺,以及正方形平面螺旋电感设计的基础上,找到性能的成因和改进的突破口,提出和讨论了如何改进Wilkinson功率分配器性能的具体方法。
本文首先介绍了功率分配器的技术背景和研究近况,以及几种基本结构,并提出采用集总参数实现功率分配器,以符合小型化的要求,并对其进行仿真分析。片上平面螺旋电感是影响此种小型化功率分配器性功能的关键的因素,因此成为研究的热点。接下来对平面螺旋电感进行了数学和结构分析,得到各种参数和性能的关系。在此基础上,设计了一分四功率功率分配器。为进一步提高功率分配器的性能,需降低电感的衬底损耗,因此提出增加隔离层的方法来提高电感的品质因素。将此方法应用在功率分配器上,通过仿真分析发现性能得到了一定的改善。
最后,本文介绍了MOSFET实现的有源电感,采用有源电感实现的功率分配器设计尺寸进一步缩少,品质因素也有了一定的提高。