30GHz FET接收机

本文描述了在27.5～30.0GHz下工作的噪声系数为4.6dB、频带中心转换增益为17dB的GaAsFET接收机。为此接收机研制了一个FET三级放大器(噪声系数4.4dB,增益17.5dB),一个25GHzFET振荡器(输出功率10mW)和双栅FET混频器(转换增益3dB,噪声系数10dB)。     

用于气体频谱分析传感器的245 GHz次谐波接收机

提出了一种用于气体频谱分析传感器的混频器优先的245 GHz次谐波接收机。该接收机具有高线性度、高带宽、低噪声系数、低功耗和高集成度的特点。该接收机由2次无源反接并联二极管对(APDP)次谐波混频器、120 GHz推推型压控振荡器-分频器链路和120 GHz功率放大器构成。采用特征频率/最大振荡频率为300 GHz/500 GHz的SiGe BiCMOS工艺进行实现。结果表明,该接收机芯片的转换增益为-16 dB,带宽为14 GHz,单边带噪声系数为19 dB,输入1 dB压缩点为0 dBm,功耗为213 mW。     

一种低功耗245GHz次谐波接收机

介绍了一种应用于气体频谱分析传感器的低功耗245 GHz次谐波接收机,该接收机具有低功耗、高线性度和高集成度的特点.该接收机由四级共基极低噪声放大器、二次次谐波无源反接并联二极管对(APDP)混频器、120GHz推推型压控振荡器-分频器链路、120 GHz功率放大器和中频放大器构成,采用了特征频率为300 GHz、最大振荡频率为500 GHz的锗硅BiCMOS工艺实现.该接收机芯片实现了10.6 dB的转换增益和13 GHz的带宽,噪声系数为20 dB,输入1dB压缩点仿真结果为-9 dBm,接收机如果不包括120 GHz压控振荡器-功率放大器链路功耗为99.6 mW,接收机包括120 GHz压控振荡器-功率放大器链路功耗为312 mW.     

245 GHz接收机芯片片外测试与实验

为了实现太赫兹气体频谱分析传感器,对245 GHz次谐波接收机芯片的片外测试展开研究。建立了245 GHz次谐波接收机片外测试系统以及基于245 GHz接收机芯片及发射机芯片的气体频谱分析传感器片外展示测试系统,对245 GHz次谐波接收机芯片转换增益和带宽进行测试。片外测试系统得到15 dB转换增益和15 GHz带宽;片外展示测试系统得到9 dB转换增益和16 GHz带宽。片外测试系统和片外展示测试系统结果基本吻合。在片外展示测试系统中加入气腔,即构成气体频谱分析传感器。与现有同类型传感器相比,本文的次谐波接收机具有高增益、高带宽、集成本地振荡信号、低功耗等优势,非常适用于消费电子领域小体积的智能气体频谱分析传感器。     

基于多模谐振器的陷波特性滤波器设计

为了满足微波滤波器小型化要求,本文基于阶梯阻抗传输线(SIR)和加载短截线的方法提出了一种新型多模谐振器结构。同时,为了避免X波段卫星通信(7.9～8.395 GHz)对超宽带(UWB)系统造成干扰,本文设计了一款在8 GHz处产生陷波特性的UWB滤波器。此滤波器通过非对称耦合线的方式与所设计的新型多模谐振器形成交趾耦合来实现陷波,并且在上边频和下边频处产生了两个传输零点,提高了频率选择性。利用HFSS13.0仿真结果显示,该UWB滤波器的通带为2.98～11.12 GHz,相对带宽为115%,其陷波中心频率为8 GHz,陷波频段为7.75～8.41 GHz,插入损耗小于0.1 dB,实测与仿真结果基本吻合。该滤波器具有插入损耗小、体积小、带外抑制性能好的优点,可以应用到无线通信系统中。     

直播卫星接收机用的GaAs单片微波集成电路

采用GaAs单片微波集成电路(MMIC)技术,研制出用于直播卫星(DBS)家庭接收机的12GHz低噪声放大器(LNA)、1GHz中频放大器(JFA)以及11GHz介质谐振振荡器(DRO)。每一个单片集成电路芯片都包含有源元件FET,以及单电源工作所需的自偏置源电阻和旁路电容。它还包含隔直电容和射频旁路电容。三级LNA在11.7～12.2GHz范围内具有3.4dB噪声系数和19.5dB增益。三级负反馈型的IFA在0.5～1.5GHz范围内,其噪声系数和增益分别为3.9dB和23dB。介质谐振振荡器(DRO)在10.67GHz频率上给出10mW的输出功率,在-40～+80℃的温度范围内频率稳定度为1.5MHz。由这些单片微波集成电路(MMIC)构成的直播卫星接收机,在11.7～12.2GHz内总噪声系数≤4dB。     

适用于中国超宽带标准的0.18μm-CMOS单边带混频器设计

基于0.18 μm-CMOS工艺设计了一款适用于中国超宽带(UWB)标准的单边带(SSB)混频器.对电流换向型混频器进行分析,提出折叠PMOS跨导级结构使线性度和转换增益得以同时提升,并应用并联峰化技术扩展电路带宽,满足了系统超宽带、高线性度和增益适中的要求.结果表明,在6 GHz～9 GHz范围内,转换增益大于-2 dB且增益平坦,镜像抑制约为90dB,IP-1dB大于0 dBm,ⅡP3大于10 dBm.电路核心面积0.35mm×0.65 mm,工作电压为1.8 V,直流电流10.6 mA.     

具有带陷功能的超宽带微带天线设计

UWB天线可以在认知无线电射频前端感知无线频谱,但由于其宽带特性,不可避免地会与传统的窄带无线通信产生相互干扰。为了排除干扰,本文设计了具有带陷功能的UWB微带天线。该天线回波损耗在3.1～10.6GHz范围内满足小于-10dB且驻波比小于2的要求。通过在辐射贴片上挖槽和在接地板上引入缺陷接地结构,最终天线实现了3～4GHz和5～6GHz之间的带陷功能。     

一种具有陷波特性的超宽带带通滤波器

针对超宽带(UWB)系统易受窄带信号干扰问题,本文提出了一种新颖的带陷波特性的UWB带通滤波器,该带通滤波器由两级交指梳状耦合谐振器级联而成.通过在交指梳状耦合谐振器的一端添加非对称的开路负载,使该滤波器具有了通带内陷波特性.合理地调整开路负载的长度和宽度可以对通带内的任意频段进行抑制.本文设计的UWB带通滤波器工作频段为3.1～10.6GHz,陷波频段为5.8～5.9GHz,抑制电平达到-40dB.仿真结果和测试结果吻合较好,验证了设计的正确性.     

K波段单片接收机设计

基于0.15μm GaAs PHEMT工艺,设计了一款K波段MMIC接收机,频率覆盖19～26 GHz。在单个芯片内集成了平衡式低噪声放大器、本振驱动放大器、镜像抑制次谐波混频器等电路。在19～26 GHz射频输入带宽内的转换增益为7 dB;噪声系数典型值为4 dB;输入回波损耗-12 dB;镜像抑制15 dB;本振-射频隔离度55 dB。为了降低了芯片成本,采用电磁场仿真软件对电路面积做优化设计,使得芯片面积仅为2 mm×4 mm。此接收机MMIC具有集成度高、可靠性高、体积小等特点,可广泛应用于各种微波通信系统和雷达系统。     

42GHz 波段接收机前端的设计与研制*

伴随着无线通信技术日新月异的发展,人们对宽频带、高速率、大容量通信系统的需求也日益增大.毫米波由于自身具有波长短、传输容量大等优点,日益受到研究人员的广泛关注和青睐.本文针对42GHz频段点对点高速通信应用,设计研制了该频段的毫米波接收机前端.该前端由三级低噪声放大器(LNA)、一级混频器和一个基片集成波导(siw)镜像抑制滤波器构成.射频(RF)信号工作在40.8GHz～ 42.8GHz频段内,中频(IF)固定在3.5GHz.测试结果显示,在工作频段内其变频增益大于15dB,射频输入功率ldB增益压缩点不低于-30dBm,接收机前端的噪声系数(NF)小于6dB.     

基于肖特基二极管的140 GHz次谐波混频器

肖特基二极管混频器是毫米波太赫兹频段的超外差接收机中的关键器件,其研制对于太赫兹通信和雷达应用具有重要意义。本文描述了一种基于低寄生参量肖特基Z-极管DBES105a的140GHz二次谐波混频器（SHM）的仿真设计和制作测试。为了计算二极管特性阻抗,通过对二极管半导体物理结构的研究,建立了肖特基二极管三维电磁仿真模型。次谐波混频器采用波导腔体悬置微带线结构,通过HFSS＋ADS联合仿真设计。仿真结果显示,在65GHz,7dBm本振信号激励下,140GHz频点处的SSB转换损耗为6．3dB,1dB转换损耗带宽为14GHz,DSB噪声温度小于400K。测试结果显示,最低SSB转换损耗为26dB／135GHz,3dB转换损耗带宽为8GHz。     

用于802.11a/HiperLAN和HiSWANa接收机的两级低噪声放大器设计

本文分析了一个小型(6mm×15mm)两极、低噪声、无限稳定的放大器设计,用于802.11a、HiperLAN2和HiSWANa接收机应用。在5.5GHz时,放大器具有22.2dB增益、1.4dB噪声系数、线性输出功率(P-1dB) 11.5 dBm、三阶输出截距点(OIP3) 28 dBm,频率覆盖目前北美、欧洲和日本无线局域网络规定使用的5 GHz频谱部分。     

0.18μm CMOS X波段接收机射频前端设计

本文给出了一个采用TSMC 0.18 m CMOS工艺应用于X波段SAR(合成孔径雷达)的单片接收机射频前端的设计。接收机前端由低噪声放大器和混频器组成,低噪声放大器工作在9 GHz~11GHz,混频器将10GHz的射频信号转换到2GHz中频,本振信号由片外提供。在X波段频率下,尽管CMOS 0.18μm工艺特征频率比较低,工作仍然实现了低噪声系数,提高了集成度。测试结果表明,本设计在300MHz的带宽上实现了20dB的转换增益,噪声系数达到2.7Db,输入1dB压缩点达到-19.2dBm,在1.8V的电源电压下前端消耗26.6mA电流,芯片面积为1.3×0.97mm2。     

适用于中国超宽带标准的0.18um-CMOS单边带混频器设计

基于0.18um-CMOS工艺设计了一款适用于中国超宽带（UWB）标准的单边带（SSB）混频器。本文对电流换向型混频器进行分析,提出折叠PMOS跨导级结构使线性度和转换增益得以同时提升,并应用并联峰化技术扩展电路带宽,满足了系统超宽带、高线性度和增益适中的要求。结果表明,在6GHz～9GHz范围内,转换增益大于-2dB且增益平坦,镜像抑制约为90dB,摄入1dB压缩点大于0dBm,IIP3大于10dBm。电路核心面积0.35mm×0.65mm,工作电压为1.8V,直流电流10.6 mA。     

CMOS低功耗3-5GHz超宽带接收机射频前端

本文介绍了一种新的低功耗射频接收机前端, 适用于3-5GHz的超宽带系统. 基于0.13µm CMOS工艺实现, 该直接转换式接收机由宽带噪声抵消结构的跨导输入级, 正交无源混频器和跨阻负载放大器组成. 测试结果显示该接收机在整个3.1-4.7GHz 频带范围内的输入反射系数小于-8.5dB, 转换增益27dB, 噪声系数4dB, 输入三阶交调点-11.5dBm, 输入二阶交调点33dBm. 工作在1.2V电源电压下, 整个接收机共消耗18mA电流, 其中包括10mA用于片上正交本振信号产生和缓冲电路.芯片面积为1.1mm×1.5mm.     

用于W波段接收机的宽带单片低噪声中频放大器

设计和制造了频率覆盖范围8～18GHz的宽带单片低噪声放大器。通频带内,其噪声系数小于4.3dB,相关增益8.5dB。新设计的低噪声放大器用于W波段(75～110GHz)接收机作为中频放大器。该放大器的射频性能适用范围宽,并且可以作为廉价的增益功能块。     

基于注入锁定法布里-珀罗型激光二极管的超宽带信号产生技术

提出了一种基于三波长注入法布里-珀罗型激光二极管(FP-LD)产生超宽带(UWB)信号的方案。在FP-LD不同激射模式中注入一路信号光和两路直流探测光,实现多波长变换并得到两路反码输出和一路正码输出;再通过光纤进行色散走离,使不同波长信号之间产生时延,形成UWB脉冲,最后经过光电转换产生UWB信号。对所提出的UWB信号产生方案的原理进行分析,并对UWB信号的波形以及频谱特性进行了实验研究。在此基础上,进行了1.25Gb/s非归零码(NRZ)信号注入FP-LD产生差分编码UWB信号的实验。实验产生的UWB脉冲信号半峰全宽最小为83.3ps,10dB谱宽约为4.6GHz,其频宽比为107%。     

具有两块非对称接地面的高紧凑型超宽带天线

针对超宽带无线通信的应用,提出了一种新颖的具有两块非对称接地面结构的紧凑型超宽带(Ultra-Wideband,UWB)天线.本设计采用半椭圆辐射单元和两块非对称接地平面结构,以获得较宽的工作频率和较小的几何尺寸.对影响天线性能的主要几何参数进行了研究和优化并对所设计天线进行了加工制作与测量.测试结果表明:反射系数S11小于-10 dB时,所设计天线的工作频率覆盖3～12 GHz的范围,满足标准UWB带宽(3.1～10.6 GHz)的要求,且平均增益达到4.5 dBi天线具有较小的几何尺寸,仅为14 mm×18 mm=252 mm2.     

一种高线性的UWB接收机下变频混频器设计

该文介绍了一种UWB下变频混频器的设计思路和技术。在TSMC0.18μmCMOS工艺下,使用Agilent公司的ADS软件设计出一种3~5GHz的CMOS混频器电路。仿真结果表明,工作电压3V时,RF频率为3.169GHz,本振频率为3.434GHz,中频频率为265MHz,转换增益为15.4dB,双边带噪声系数低于13.3dB,P1dB压缩点为-13dBm,工作电流为4.6mA。