C波段LTCC高频前端模块的研究与实现

针对现有雷达高频接收组件尺寸大、集成度不高的情况,采用低温共烧陶瓷(LTCC)多层基板、单片微波集成电路(MMIC)芯片和微组装技术,设计和实现了C波段LTCC高频前端模块。该模块采用二次混频方案,包含限幅器、放大器、滤波器、衰减器、混频器等;其中主要器件用MMIC芯片实现,滤波器埋置在LTCC多层基板中实现,极大减小了模块的尺寸,模块最终尺寸为64 mm×20 mm×1.1 mm,比现有的接收组件尺寸减小了50%。经测试,该LTCC高频前端模块的增益大于40 dB,带内平坦度小于2 dB,噪声系数小于5 dB,镜像抑制度优于51 dB。可将高频前端模块应用于雷达高频接收组件中,从而减小组件尺寸。     

基于LTCC技术的WLAN射频前端的研制

采用低温共烧陶瓷(LTCC)集成技术,设计和制作了具有立体化新型结构的无线局域网(WLAN)射频前端,并对制得的产品模块进行了测试。结果表明:采用LTCC技术制得的WLAN射频前端的外形尺寸仅为29 mm×18 mm×5 mm,远小于传统同类型WLAN射频前端的尺寸。在2.4～2.5 GHz的工作频率范围内,所制WLAN射频前端的最大输出功率为27 dBm,噪声系数小于1.7 dB,接收增益大于15 dB,发射增益大于20 dB。     

一种高集成射频接收前端

采用氮化铝陶瓷基板、硅外延法制作的PIN二极管芯片、砷化镓工艺单片低噪声放大器、硅集成驱动芯片、多芯片组件工艺技术设计的接收前端,在1~4GHz频带内插入损耗小于0.4dB,可通过连续波功率80 W,噪声系数小于1.0dB,增益大于30dB,1dB压缩点输出功率大于10dBm,尺寸为6.0mm×6.0mm×1.2mm的塑料封装。高集成的射频接收前端可广泛应用于TD-SCDMA和TD-LTE系统。     

低功耗有源UHF-RFID标签芯片

采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种低功耗的超高频有源RFID标签芯片射频接收前端电路.其中,低噪声放大器(LNA)采用共源共栅源极电感负反馈差分结构,下变频混频器(Mixer)采用吉尔伯特(Gilbert)有源双平衡结构.通过整体及模块电路优化,该电路在较低功耗下仍然具有较好性能.仿真结果表明,整个接收端功耗仅为14 mW,与传统射频前端芯片相比,功耗降低53%;整体增益为21.6 dB,噪声系数7.1 dB,三阶输入截止点-18.9 dBm,满足有源UHF-RFID标签芯片低功耗高性能的应用需求.     

基于90nm CMOS工艺的60GHz射频接收前端电路设计

设计了一款用于中国60 GHz标准频段的射频接收前端电路。该射频接收前端采用直接变频结构,将59～64 GHz的微波信号下变频至5～10 GHz的中频信号。射频前端包括一个四级低噪声放大器和电流注入式的吉尔伯特单平衡混频器。LNA设计中考虑了ESD的静电释放路径。后仿真表明,射频接收前端的转换增益为13.5～17.5 dB,双边带噪声因子为6.4～7.8 dB,输入1 dB压缩点为-23 dBm。电路在1.2 V电源电压下功耗仅为38.4 mW。该射频接收前端电路采用IBM 90 nm CMOS工艺设计,芯片面积为0.65 mm2。     

基于RFID的读卡器射频前端硬件设计与实现

首先说明射频识别(RFID)系统结构和关键技术,然后针对无源被动标签的通信原理,给出了915 MHz特高频(UHF)RFID读卡器射频前端的硬件设计方法,包括发送模块、接收模块及锁相环的设计,最后列出射频前端硬件系统的测试方法.结果表明,该设计满足915 MHz频段的读卡器功能需求,且具有性能稳定,效果良好和配置维护灵活的特点.     

一种基于0.18μm CMOS工艺低功耗多频点兼容GNSS卫星导航系统接收机射频前端模块设计

本文介绍了一种全集成的L波段多频点全球卫星导航系统(Global navigation satellite system, GNSS)接收机的射频前端模块的设计和实现.该模块采用了低中频,单射频通道的设计,包括一级低噪声放大器,一级下变频器以及多相滤波器和求和电路.其中低噪声放大器采用改进的带有源极负反馈的共源共栅极结构,并保证多频点兼容且共用片外匹配网络,并通过开关进行不同工作频点的切换.另外重新设计了可用于宽带的双平衡混频器作为下变频器,其在增益,噪声和线性度等方面进行了改进.采用TSMC 0.18μm 1P4M RF CMOS进行流片,对兼容1.27GHz和1.575GHz双模低中频射频前端模块结构进行相关设计的验证.相关测试表明,对于两个工作频点,本模块可以分别提供约45dB或43dB增益,噪声系数为3.35dB或3.9dB.同时,该模块在1.8V电压下电流为11.8mA到13.5mA. 射频模块的面积仅为1.91×0.53 mm²而整体芯片面积为2.45×2.36 mm².完全满足卫星导航接收机的应用需求.     

一种全集成CMOS数字电视调谐器射频前端

设计了一种全集成CMOS数字电视调谐器(DTV tuner)射频前端电路.该电路采用二次变频低中频结构,集成了低噪声放大器、上变频混频器、下变频混频器等模块.芯片采用0.18μm CMOS工艺实现,测试结果表明,在50～860MHz频率范围内,射频前端能够实现很好的输入阻抗匹配,并且总的增益变化范围达到20dB.其中,在最大增益模式下,电压增益为 33dB,单边带噪声系数(SSB NF)为9.6dB,输入参考三阶交调点(ⅡP3)为-11Bm;在最小增益模式下,电压增益为 14dB,单边带噪声系数为28dB,输入参考三阶交调点为 8dBm.射频前端电路面积为1.04mm×0.98mm,工作电压为1.8V,消耗电流为30mA.     

一种全集成CMOS数字电视调谐器射频前端

设计了一种全集成CMOS数字电视调谐器(DTV tuner)射频前端电路.该电路采用二次变频低中频结构,集成了低噪声放大器、上变频混频器、下变频混频器等模块.芯片采用0.18μm CMOS工艺实现,测试结果表明,在50～860MHz频率范围内,射频前端能够实现很好的输入阻抗匹配,并且总的增益变化范围达到20dB.其中,在最大增益模式下,电压增益为+33dB,单边带噪声系数(SSB NF)为9.6dB,输入参考三阶交调点(ⅡP3)为-11Bm;在最小增益模式下,电压增益为+14dB,单边带噪声系数为28dB,输入参考三阶交调点为+8dBm.射频前端电路面积为1.04mm×0.98mm,工作电压为1.8V,消耗电流为30mA.     

面向SiP封装的层压板与LTCC板射频模块设计

随着移动无线设备面临更大的缩小体积的压力,人们开始采用系统级封装(SiP)来解决这一难题.不过,前端的射频电路通常需要首先集成在一块基板上,形成一个模块,然后再嵌入SiP中,才能保证射频电路的完整性以及与其它电路的隔离.这种射频模块通常有现成的产品可以使用,但有时为了满足特定要求,还要寻求专业厂商的定制设计.