一种新颖的4bit和5bit超宽带GaAs单片数字衰减器

介绍了一种新颖的DC～20GHz的4bit和5bit GaAs单片数字衰减器的设计、制造和测试结果．该衰减器的设计采用纵向思维的方法．最终得到的4bit数字衰减器的主要性能指标是：在DC～20GHz频带内,插入损耗≤3.5dB,最大衰减量15dB,衰减步进1dB,衰减平坦度≤0.2dB,衰减精度≤±0.3dB,两端口所有态的电压驻波比≤1.6,相对于参考态,衰减态的插入相移在－10°～5°以内,芯片尺寸1.8mm×1.6mm×0.1mm．5bit数字衰减器的主要性能指标是：在DC～20GHz频带内,插入损耗≤3.8dB,最大衰减量15.5dB,衰减步进0.5dB,衰减平坦度≤0.3dB,衰减精度≤±0.4dB,两端口所有衰减态的电压驻波比≤1.8,相对于参考态,衰减态的插入相移在－14°～2°以内,芯片尺寸2.0mm×1.6mm×0.1mm．     

微波窄带带通滤波器的设计

分析了微带线窄带滤波器设计的基本理论,借助AgilentADS仿真软件完成了中心频率位于L波段的窄带带通滤波器的设计。该滤波器选用切比雪夫的原型结构,并由耦合微带线构成,其通带为1．9GHz～2．1GHz,通带内衰减小于1．5dB,起伏小于0．5dB,在1．7GHz和2．3GHz衰减大于20dB,端口反射系数小于-15dB。版图仿真结果满足滤波器设计要求。     

GaN MMIC六位数字衰减器的设计

基于GaN HEMT工艺成功研制出一款宽带六位数字衰减器,衰减范围为0～31.5 dB.通过研究GaN HEMT开关器件模型及电阻式衰减网络,选取合适的衰减器拓扑,减小了衰减器的插入损耗,提高了衰减精度,缩小了芯片尺寸.测试结果表明,在2～ 18 GHz频带内,该衰减器的插入损耗小于4.8 dB,64态衰减精度均方根误差小于0.6 dB,输入回波损耗小于-13 dB,输出回波损耗小于-12.5 dB,附加相移为-14°～4°.在10 GHz下,其1 dB压缩点输入功率达到34.5 dBm.裸片尺寸为2.30 mm× 1.10 mm.     

GaAs单片集成宽带衰减器

介绍GaAs单片集成衰减器的研究与制作。所研制的衰减器在DC—10GHz的频率范围内，插入损耗小于1．5dB，衰减量大于15dB，驻波小于2．0：1；其中在DC—6GHz的频率范围内，衰减量大于25dB．驻波小于1．5：1，衰减波纹小于0．5dB。     

一种7~13 GHz低插损6位数字衰减器

设计了一种基于0.25 μm GaAs p-HEMT工艺的低插损6位数字衰减器。采用Pi型衰减结构与T型衰减结构级联的方式,实现低插入损耗和高衰减精度。采用相移补偿电路减小附加相移,采用幅度补偿电路提高衰减精度。仿真结果表明,在7~13 GHz范围内,该数字衰减器的RMS幅度误差小于0.5 dB,插入损耗小于5.6 dB,10 GHz时1 dB压缩点的输入功率约为29 dBm,附加相移为-7°~+6.5°,输入输出回波损耗小于-11 dB。芯片尺寸为2.50 mm×0.63 mm。     

一种晶圆级封装的MEMS数控衰减器

设计实现了一种晶圆级封装的三位MEMS数控衰减器，工作频段DC～15 GHz，衰减范围0～35 dB，步进5 dB。衰减器采用MEMS工艺实现，信号传输采用共面波导（CPW）结构，6个直接接触式悬臂梁MEMS开关对称放置实现不同衰减量的切换，每个开关带有三个触点，电阻网络采用T型结构，整个衰减器实现晶圆级封装。测试结果显示，DC～15 GHz频段内实现了8个衰减态，衰减器插入损耗小于1.7 dB，回波损耗小于-15 dB，衰减平坦度小于±5%，功耗几乎为零。芯片尺寸为2.7 mm×2.7 mm×0.8 mm。     

1-18GHz GaAs单片集成电调衰减器

本文叙述了单片宽带GaAs MESFET电调衰减器的设计和制作.单片微波集成衰减器由3个MESFET按T型连接构成,整个芯片的尺寸为1.02×0.72mm.在1～18GHz范围内,插入损耗为2.0～2.7dB,各衰减状态下的输入和输出电压驻波比≤2.0,最大衰减量达20dB.在9GHz下的1dB插入压缩点功率为300mW.     

一种基于π型氮化钽薄膜电阻的MEMS衰减器

针对传统衰减器体积大、反应时间长、可靠性差等问题,提出了一种基于氮化钽薄膜电阻的MEMS衰减器。根据π型衰减网路理论计算得到各个电阻的阻值,并计算各个电阻的仿真尺寸。利用HFSS 15.0电磁波仿真软件对衰减器结构进行仿真计算并优化。通过修改磁控溅射参数制备稳定的氮化钽薄膜电阻,在此基础上制作MEMS衰减器。采用矢量网络分析仪和探针台进行衰减器射频性能测试。测试结果表明,在0.1~20 GHz频率范围内,衰减器的回波损耗大于12.4 dB,插入损耗小于2.1 dB,衰减精度小于5 dB。衰减器整体尺寸为2.2 mm×1.2 mm×1 mm。     

Ku波段电调衰减器模块研究

采用混合集成电路的方法,用并联PIN二极管芯片在很小的腔体内制作广Ku波段吸收式电调衰减器。动态范围大于20dB,电压驻波比小于1．4,插入损耗小于0．85dB,相应变化（插入态／衰减态）小于等于2．7°,传输时间小于100ns,线性度优于10％．驱动电流DC5mA、模块体积9mm（L）×7．6mm（W）×4mm（H）。     

12dB微波薄膜衰减器的设计与制备

基于T型衰减网络结构设计并仿真了工作频率为DC~3GHz的微波薄膜衰减器,并采用磁控溅射法在BeO基片上制备了TaN微波薄膜衰减器。仿真结果表明,所设计的微波薄膜衰减器在DC~3GHz工作频率内,衰减量为12 dB,输入端口电压驻波比小于1.1。测试结果表明,所制备的微波薄膜衰减器在DC~3GHz工作频率内,衰减量为(12.0±0.5)dB。     

Ku波段6bit数字衰减器MMIC的小型化设计

基于0.25μm GaAs增强/耗尽(E/D)型赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并实现了一款集成了6 bit并行驱动器的数字衰减器单片微波集成电路(MMIC)。该衰减器采用T型衰减网络结构,不仅缩小了芯片面积,并且可实现较好的衰减精度和衰减附加相移。芯片在片测试结果表明,在-5 V电源电压下驱动器的静态电流为1.8 mA,响应速度为25 ns。在9~18 GHz频率范围内,衰减器芯片的插入损耗不大于3.6 dB,均方根衰减精度不大于0.7 dB,衰减附加相移为-2°~4°,输入电压驻波比(VSWR)不大于1.25∶1,输出VSWR不大于1.5∶1。芯片尺寸为1.6 mm×0.6 mm×0.1 mm。该电路具有响应速度快、功耗低、面积小、衰减附加相移小等优点,可广泛应用于通信设备和微波测量系统中。     

2～20GHz分布式单片放大器设计

介绍了一种采用0.15μm GaAs PHEMT工艺设计加工的2～20 GHz宽带单片放大器,为了提高电路的整体增益和带宽,在设计电路时采用两级级联分布式结构。此种电路结构不仅能够增加整体电路的增益和带宽,还可以提高电路的反向隔离,获得更低的噪声系数。利用Agilent ADS仿真设计软件对整体电路的原理图和版图进行仿真优化设计。后期电路在中国电子科技集团公司第十三研究所砷化镓工艺线上加工完成。电路性能指标:在2～20 GHz工作频率范围内,小信号增益>13.5 dB;输入输出回波损耗<-9 dB;噪声系数<4.0 dB;P-1>13 dBm。放大器的工作电压5 V,功耗400 mW,芯片面积为3.00 mm×1.6 mm。     

Wide‐Band T‐Shaped Microstrip‐Fed Twin‐Slot Array Antenna

A numerical simulation and an experimental implementation of T‐shaped microstrip‐fed printed slot array antenna are presented in this paper. The proposed antenna with relative permittivity 4.3 and thickness 1.0mm is analyzed by the finite‐difference time‐domain (FDTD) method. The dependence of design parameters on the bandwidth characteristics is investigated. The measured bandwidth of twin‐slot array antenna is from 1.37 GHz to 2.388 GHz, which is approximately 53.9 % for return loss less than or equal to ‐10 dB. The bandwidth of twin‐slot is about 1.06 % larger than that of single‐slot antenna. The measured results are in good agreement with the FDTD results.     

具有正斜率增益的GaAs MMIC宽带放大器芯片设计

介绍了一种宽带放大器芯片,该放大器的工作频率覆盖了2～12 GHz,采用砷化镓(GaAs)赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)单片电路工艺实现。在一个宽带负反馈放大器的前面集成了一个幅度均衡器,使放大器的增益在整个带内具有7 dB的正斜率,频率低端(2 GHz)增益为3 dB,高端(12 GHz)为10 dB,输入输出电压驻波比为1.6∶1,饱和输出功率为20 dBm,芯片尺寸为2.0 mm×1.5 mm×0.1 mm。详细描述了电路的设计流程,并对最终的测试结果进行了分析。该芯片具有频带宽、体积小、使用方便的特点,可作为增益块补偿微波系统中随着频率升高而产生的增益损失。     

基于双模开环谐振器的双频带滤波器设计

基于开环双模谐振器设计了一种双频带通滤波器,由两个中心重合的正方形开口环谐振器组成。分析该谐振器的奇偶模谐振频率与传输零点,每个通带内有两个谐振模式。该滤波器中心频率分别为4.5 GHz和6.5 GHz,3 dB相对带宽FBW分别为11%、5%,两通带带内插入损耗分别小于0.6 dB、1.4 dB,带内回波损耗分别优于19.5 dB、16.5 dB,高频处阻带抑制达到50 dB,两通带之间隔离度达到53 dB,尺寸仅为6 mm×11 mm×1.09 mm。     

微带宽缝天线的谐振频率和带宽特性

借助时域有限差分法(FDTD)对微带宽缝天线的频率和带宽特性进行了分析讨论.采用高斯脉冲激励,对计算空间采用非均匀网格划分,通过FDTD,一次计算就可得到天线谐振频率和带宽的参数.研究了微带宽缝天线的频率和带宽特性随着缝宽变化的规律.发现当缝宽从1mm增加到30mm时,天线的谐振频率从3.4GHz降低到2.3GHz,天线的10dB带宽可从9%增加到28%.     

360°模拟移相器平衡插入损耗和拓宽频带的研究

本文论证了用电阻补偿法平衡360°模拟移相器插入损耗波动的正确性,并推导出确定移相器频带宽度的目标函数,籍CAD给出移相器在最大带宽条件下的有关设计参量,通过直观曲线为选择变容二极管作理论依据。采用微波集成电路工艺制作的模拟移相器在1．3～2．1GHz范围内可获得360°连续可变相移,最大调相电压18V,中心频率线性度优于±2．5％,插入损耗波动小于3dB。     

反馈式宽带MMIC放大器的设计与实现

介绍了用Agilent ADS软件设计的一种反馈式GaAs MMIC宽带放大器。采用单级GaAs微波场效应管,电路结构上通过并联负反馈的形式增加带宽,可以覆盖2～18GHz频带,增益大于6dB,输入输出驻波比3∶1;采用5～8V单电源供电,电流35mA,芯片面积1.5mm×1.5mm×0.1mm。具有面积小,使用方便的特点,可以用来补充通道增益,也可以多级级联,用于增益需求比较高的场合,可广泛应用于各种微波系统。