Diseño de un modulador vectorial para la banda K en la tecnología SiGe BiCMOS de 130nm de IHP

Abstract

El diseño de antenas de tipo phased array es cada vez más demandado para distintas aplicaciones de radiofrecuencia. En este trabajo se diseña una parte fundamental de este tipo de antenas, el phase shifter. El trabajo se centra en el diseño de un modulador vectorial para la banda K, usando la tecnología SiGe BiCMOS de 130 nm de IHP. Se ha decidido implementar el diseño en el software Advanced Design System de Keysight, el cual es ampliamente usado en diseños de circuitos de radiofrecuencia. El desfasador está formado por un amplificador diferencial con configuración de cascodo. Se ha diseñado también un Quadrature All-Pass Filter que genera las señales de fase y cuadratura, y añade una red de adaptación que facilita su integración con otros diseños. Para generar los cambios de fase se implementa la técnica de robado de corriente. El desfasador implementado cubre los 360° en saltos de 5:625° y con ganancia unitaria.

Nowadays, the design of phased array antennas is higly demanded for radio frecuency aplications. In this work a fundamental part of this type of antennas is designed, the phase shifter. This work is focused on the design of a vector-sum phased shifter for the K band, using the 130 nm SiGE BiCMOS tecnology of IHP. It has been decided to implement the design in the Advanced Design System software by Keysight, which is widely used in radio frequency circuit designs. The phase shifter is composed of two di erential amplifiers with a cascode configuration. A Quadrature All-Pass Filter has also been designed to generate the phase and quadrature signals. Also, a matching network has been added to facilitate its integration with other designs. The phase change is implemented based on current steering.The implemented phase shifter covers 360° in steps of 5:625° and it has unity gain.