S波段宽带微波固态功率放大器的设计

微波功率放大器是发射机的重要组件,它的设计成了微波发射系统的关键.文中使用ADS仿真软件对一款功率放大器进行电路设计和仿真,根据晶体管的小信号S参数和I-V曲线,对功率管的输入、输出阻抗匹配电路及其偏置电路进行优化设计,使其性能达到设计要求.在2～2.5GHz的频段内,对输入功率为0dBm射频信号,使用功放模块可以输出40dBm的射频信号,带内波动≤±1.5dB.     

PSPICE优化技术及其在微波电路计算机辅助设计中的应用

提出了一种基于PSPICE4．02软件的管道优化技术和GaAsFET的实测小信号S参数，应用约束优化技术提取其物理模型参数．利用该参数设计制作了3．7GHz—2GHz GaAsFET放大器，并给出了设计实例和测试结果．     

基于线性腔光纤激光器产生可调微波信号的研究

可调低噪声微波信号在通信、雷达和仪器测量等领域具有广泛的应用,因此,理论分析和实验验证了一种可调微波信号产生方案。首先基于稀土元素的能级跃迁,用980 nm高功率半导体激光器作为泵浦,通过线性腔掺铒光纤激光器输出稳定的三波长光信号。然后基于光外差产生微波信号,利用三波长光信号拍频分别得到频率为10.521 GHz、21.249 GHz、31.770 GHz的微波信号,且它们各自具有不同的偏振状态。最后通过调整偏振控制器和检偏器,实现微波信号在三个不同频率间的调谐。该方案结构简单、成本低、输出稳定性好、频率调谐效率高。     

载波重用微波光纤矢量信号传输系统性能研究

提出了一种基于双边带(DSB)部分载波抑制调制(OCS)方式的微波光纤传输(ROF)系统结构,实现了矢量信号的传输以及调制方式由8PSK到QPSK的转换,并使用光纤Bragg光栅(FBG)实现了光载波的重新使用,降低了系统的成本。分析了实验原理并搭建了实验链路,在中心站,采用光OCS方案产生并倍频加载了携带有1 Mbps的8PSK矢量信号的5 GHz微波信号,实验结果表明,在基站,使用FBG实现光载波重用的同时,微波信号频率由5 GHz上转换为10 GHz,传输的矢量信号调制方式由8PSK变为QPSK。通过光谱可以看出,实验链路成功实现了50 GHz nm波矢量信号的产生和传输。     

基于光谱分析的强度调制器半波电压测量

为了提高信息容量,调制器的调制信号已经发展到Ka微波频段,频率往往大于10 GHz,带宽达到几十GHz.这使得其半波电压会发生明显的变化,进而直接影响到调制器的调制效率以及光谱特性.将光谱分析法推广到强度调制器半波电压的测量中,理论分析了MZM调制器(Mach-Zehder modulator,MZM)在射频(radio frequency,RF)信号调制下的输出光光谱特性,利用调制边带强度比计算调制器在不同的调制频率和调制功率下的半波电压.实验结果表明:MZM调制器半波电压随着输入射频频率的增加而上升,且与输入调制功率的变化相比,调制频率的变化对调制器半波电压的影响更大.针对不同调制条件下对强度调制器的半波电压进行测量,可为优化设计微波光子链路提供基础数据,对提高系统的传输性能具有重要实用意义.     

微波场板GaN HEMTs大信号特性及其模型研究

针对栅、源两种场板氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMTs）,提出了一种包含非线性热网络的电热大信号模型。该模型基于电热耦合理论,采用有限元电热仿真方法,提取了两种场板器件的热阻和热容参数,建立了与功耗相关的非线性热网络,并嵌入到改进的Angelov经验模型中;分析了场板结构对微波小信号特性和大信号负载阻抗的影响等。在片测试及仿真结果表明,针对两种场板GaN HEMTs器件,在0~40 GHz频带内,该模型能较精确地预测S参数、输出功率（Pout）、增益（Gain）和功率附加效率（PAE）等参数;为成功地完成电路设计,提供了较为精确的电热大信号模型。     

PVA碳化法制备SiC@C一维纳米复合材料及其吸波性能

以自制的SiC纳米线作为原料,采用聚乙烯醇(PVA)碳化法,在无催化剂的条件下制备SiC@C一维纳米复合材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等测试手段对制备产物进行了表征,并对其微波吸收性能进行了研究。结果表明:在PVA的分散温度为70℃,PVA与SiC的质量比为10∶1,反应时间为2h,碳化温度为1 000℃,碳化时间1h的工艺参数下制备的SiC@C一维纳米复合材料在2~18GHz内电磁吸收损耗可达-26.754dB,其频宽高达5.2GHz(11.12~16.32GHz),匹配厚度仅为2.0mm,可以实现对频宽、轻质、高频率的强吸收要求。     

五频段整流天线的研究与设计

针对5G频段以及传统频段的微波能量收集,提出了一款五频段整流天线,其主要由微波能量接收天线和五频段整流电路组成。为了将空间中的5G频段中3.5GHz与4.9GHz的微波能量以及传统频段中的1.75GHz、2.3GHz、2.8GHz的微波能量转为直流功率进行输出,整流电路由两个并联二极管结构的整流电路并联而成,为了收集更多的微波功率,接收天线的辐射方向图在1.75GHz与2.3GHz实现全向性的线极化辐射,在2.8GHz,3.5GHz和4.9GHz实现圆极化辐射。五频带整流天线可在功率为-20～5dBm的环境中工作,且最大RF-DC转换效率可达到58%。因此该整流天线可为低功耗电子设备供电。     

星载微波辐射计定标噪声源的计算机仿真研究

微波辐射计的定标噪声源提供定量噪声功率,是微波辐射计定标中不可缺少的重要部分。为了对微波辐射计进行星载条件下的仿真研究,本文采用伪随机信号来仿真微波辐射计的噪声源。所仿真的噪声源信号通过微波辐射计仿真模型与实际噪声源信号输入到实际微波辐射计系统的对比结果表明了其良好的线性度,可以用于进一步的仿真研究。     

一种微波非线性电路建模新方法

针对非线性微波电路的线性散射参数无法准确表征和设计问题,从线性网络参数的定义推广提出非线性散射函数,对其含义的描述和性质的推导建立了大信号散射函数的理论体系．在实际大信号条件下,搭建以数字示波器为核心的非线性网络测量系统,通过测量得到晶体管两端各次入射和反射波的幅度和相位信息,提取出非线性散射函数,得到了符合非线性电路规律的结果．     

2.4GHz低噪声放大器的研究

低噪声放大器是对来自天线的微伏级信号进行放大的射频接收端的放大模块。该低噪声放大器主要由输入匹配网络、微波晶体管放大器和输出匹配网络组成。匹配网络采用微带线形式建立，微波晶体管采用NPN硅晶体管BFP420。利用Microwave Office进行电路仿真和优化。该放大器满足小信号放大器的指标要求，可以用于射频接入电路的前端。     

0.18 μm CMOS高效高增益功率放大器设计

在自偏置A类共源共栅射频功率放大电路拓扑基础上,基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计了两级自偏置A类射频功率放大器电路.该射频功率放大器电路采用两级共源共栅结构,在共栅MOS管上采用自偏置.采用Cadence公司的SpectreRF工具对电路进行仿真与优化.设计与优化结果表明,在2.4GHz频率下,输出功率为20.3dBm,功率附加效率为49％,功率增益达到32dB.     

高频小信号LC谐振放大器的设计

本文介绍了高频小信号LC谐振放大器的设计思路与具体电路实现,主要由衰减网络、LC谐振放大、电压跟随和电源四大模块组成。衰减器采用电阻式TT型网络实现;LC谐振放大中选用功耗小的2N2222型三极管进行两级放大,LC谐振部分为放大器的负载;电压跟随采用集成运放OPA355,以实现电路阻抗的良好匹配;为了给放大器工作提供稳压电源,采用LM317稳压芯片设计了一个电源。经测试,放大器低功耗、高增益,具有良好的选择性。     

WCDMA线性功率放大器设计

针对WCDMA信号具有高峰均功率比的特点,应用微波CAD软件对所设计的电路进行了仿真和优化,输出匹配电路采用微带加并联电容的混合结构实现共轭匹配。设计了一个高线性功率放大器,制作了功率放大器模块,并对该功率放大器模块进行了基本参数测试。测试结果为当输出功率达到40 dBm、峰均比为10.57 dB时,邻道抑制为50.64 dB (@5 MHz)、66.29 dB (@10 MHz),EVM=1.85%,输出效率为12%,满足国际标准3GPP的要求。     

具备参数检测及显示功能的低频功率放大器的设计

本设计的低频功率放大器基于甲乙类互补对称功率放大电路原理,采用集成运放NE5532构成三级前置放大电路有效放大弱信号．末级功放管采用大功率MOS晶体管IRF9640和IRF640对管,构成推挽式输出电路,有效减少非线性失真．采用集成滤波器MAX261消除工频信号干扰,放大器输出功率、直流电源的供给功率和整机效率等参数的检测及显示由单片机AT89C51控制实现,另外还针对本系统制做了自带的直流电源,可保证对负载的功率输出．     

W-band 3.4 W/mm GaN power amplifier MMIC

A high power density monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier is presented for W band application. The chip is fabricated using the 100 nm GaN high electron mobility transistor (HEMT) technology on a 50 μm SiC substrate. The amplifier is designed for a high gain and high output power with three stage topology and low-loss impedance matching networks designed with high and low characteristic impedance micro-strips and metal-insulator-metal (MIM) capacitors. And quarter-wave micro-strips are employed for the DC bias networks, while the power amplifier is also fully integrated with bias networks on the wafer.Measurement results show that, at the drain bias of 15 V, the amplifier MMIC achieves a typical small signal gain of 20 dB within the frequency range of 88~98 GHz. Moreover, the saturated output power is more than 250 mW at the continuous-wave mode. At 98 GHz, a peak output power of 405 mW has been achieved with an associated power gain of 13 dB and a power-added-efficiency of 14.4%. Thus, this GaN MMIC delivers a corresponding peak power density of 3.4 W/mm at the W band.     

基于PSPICE的电路优化设计

PSPICE软件是目前应用最广的电子线路仿真软件,它提供的电路设计优化程序Optimizer可以对电路进行最优化设计,使设计的电路性能更加理想.介绍电路优化设计的条件和步骤,并利用优化设计器Optimizer对两级小信号调谐放大器进行最优化设计,结果表明用优化设计器可以很方便地使电路的指标达到最优化,为提高设计的准确性和设计效率提供依据.     

高增益低噪声信号放大电路的研究

介绍了高增益低噪声信号放大电路的设计与研究,并给出了可变增益放大器LMH6505和运算放大器AD8041的工作原理.根据增益可变的要求,以AD8041和LMH6505为核心,通过Pspice软件对设计电路进行仿真,分析和验证了设计电路的可行性,并以此为基础对实际电路进行了测试与研究,完成了120dB大动态范围、工作频率为1MHz至10MHz的信号放大电路的设计.     

微波高功率固态放大器技术综述

微波集成电路在民用和军用电子中起到至关重要的作用.在微波集成电路领域,高功率的功率放大器为发射机提供足够的信号功率输送到自由空间中,是其不可缺少的关键部件.基于学术研究和商用产品线情况,综述了微波功率放大器芯片的发展情况.首先讨论了各种微波毫米波功率放大器的制造技术,按照半导体器件可以归类为砷化镓、氮化镓、互补金属氧化物半导体和锗化硅等;接着讨论了微波芯片功放的设计技术用以满足高功率、宽带和高效率的指标要求;最后总结了各类微波固态功率放大器的工艺和设计技术,为芯片设计人员提供了全面的设计参考.