宽带射频功放晶体管非线性输出电容研究

分析了GaN(氮化镓)HEMT(高电子迁移率晶体管)非线性输出电容Cout与宽带功放效率的关系。通过建立非线性电路模型分析得出,利用Cout控制漏极端电压电流波形能减轻对谐波阻抗的精确要求,使高效率阻抗区域扩大化,从而使宽带功放匹配变为可能。选用GaN HEMT器件设计2~3 GHz频段射频功率放大器,实测结果为该放大器最高漏极效率(DE)为81.7%,功率附加效率(PAE)78.3%,功率为40.75 dBm。在1 GHz带宽内PAE也可达65%以上。实测结果验证了原理分析的可靠性,提出的方法不仅可用于宽带GaN功率放大器设计,对其他类型的微波功放设计同样有借鉴作用。     

ATP检测在活性污泥工艺中的应用进展

在活性污泥工艺的运行控制中,传统的衡量污泥活性的指标不够准确,三磷酸腺苷(ATP)日益成为反映活性污泥微生物活性的新指标,阐述了ATP的部分物理化学性质及其检测技术的原理和方法,对ATP浓度与环境因子(如pH值、毒物或活性污泥浓度等)之间的关系进行了研究,同时,对ATP检测在活性泥泥中的应用所取得的成绩予以肯定,并对ATP检测在研究和应用中影响的因素进行了初步分析.     

全氧燃烧玻璃熔窑用耐火材料的研究进展

全氧燃烧熔窑可节约燃料,减少NOx排放,降低对环境的污染,提高玻璃质量,提高火焰温度、熔窑熔化能力及熔窑产量,适当降低熔窑建设费用,提高熔窑使用寿命。优质浮法玻璃和高附加值特种玻璃也要求采用更为先进的燃烧工艺和玻璃熔制工艺。分析了全氧窑内大量碱蒸汽和水蒸汽的增加对胸墙、池壁、大碹等关键部位耐火材料的侵蚀及全氧熔窑耐火材料的选材,对600t·d^-1浮法玻璃熔窑耐火材料的使用进行对比分析,并对全氧玻璃熔窑用耐火材料的现状进行了论述及前景进行了展望。     

一种W波段SiGe BiCMOS平衡式功率放大器

基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种W波段平衡式功率放大器。采用了由两个单级放大器和两个3 dB差分正交耦合器组成的全差分结构。采用变压器匹配网络,实现了良好的输入与输出匹配性能。利用三维电磁场仿真软件进行了电磁仿真。仿真结果表明,在90~100 GHz频段内,输入与输出的匹配良好,输入反射系数S₁₁小于-17 dB,输出反射系数S₂₂小于-14 dB。在94 GHz频率处,小信号增益为6.1 dB,输出1 dB压缩点功率为10.2 dBm。芯片尺寸为1.22 mm × 1.42 mm。该功率放大器适用于通信、雷达、成像等领域。     

太赫兹液晶反射阵列移相单元的设计与分析

为了满足高增益天线大的移相度和可工作在太赫兹频段,设计了一种基于液晶的双偶极子反射移相单元结构。采用液晶的等效介电常数模型,在频率为335~345 GHz频段均产生360o以上的相移,在342 GHz实现最大相移390o。为了减小液晶不均匀性对相移产生的影响,建立了单元的精确模型,该模型在频率范围为330~338 GHz时均产生了250o以上的相移,在336 GHz实现最大相移285o。与均匀液晶等效介电常数模型相比,产生最大相移的频率点发生了变化,并且产生了最大为105o的移相差值,这在相控反射阵列天线的设计中是不可忽略的。     

120 nm SiGe BiCMOS 90~100 GHz低噪声放大器

基于IBM8HP 120 nm SiGe BiCMOS工艺,分析了晶体管的最小噪声系数和最大可用增益特性。采用两级Cascode放大器级联结构,研制出一种频带为90~100 GHz的低噪声放大器(LNA)。详细分析了Cascode放大器潜在的自激可能性,采用串联小电阻的方式消除不稳定性。与电磁仿真软件Sonnet联合仿真,结果表明,在频带内,放大器的输入反射系数S11<-18 dB,输出反射系数S22<-12 dB;在94 GHz处,噪声系数为8 dB,增益为14.75 dB,输出1 dB压缩点功率为-7.9 dBm;在1.8 V供电电压下,整个电路的功耗为14.42 mW。该放大器具有低噪声、低功耗的特点。     

S波段GaN MMIC功率放大器的设计

针对宽带单片微波集成电路(MMIC)功率放大器在匹配过程中存在电路枝节复杂、优化周期较长的问题,采用了低Q值多节LC匹配网络的方法,并结合阻抗在Smith圆图上的变化趋势,能快速确定输出级阻抗匹配网络的结构。基于0.25 μm GaN HEMT工艺,设计了一种S波段 MMIC功率放大器。采用多节LC电抗匹配单元,快速准确地设计了匹配电路,简化了电路设计流程。仿真结果表明,在2~4 GHz工作频率范围内,输出功率大于38 dBm,功率附加效率为29%~48.8%,功率增益为19.0~20.4 dB,S₁₁小于-7.7 dB,S₂₂小于-9.2 dB。芯片尺寸为3 mm×1.7 mm。该功率放大器具有较高的实用价值。     

基于SiGe BiCMOS工艺的90~100 GHz单刀双掷开关

采用0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种频带为90~100 GHz的差分单刀双掷开关。首先对比分析了并联MOS管与串联MOS管,根据隔离度与损耗性能选择了并联结构。其次采用差分螺旋电感进行匹配,将双端口电感网络等效为变压器模型,显著抑制了共模信号。采用平面三维电磁仿真软件进行联合仿真。结果表明,在中心频点处,差模插入损耗为-4.1 dB,共模插入损耗为-7.4 dB,隔离度大于-22 dB,输入反射系数S₁₁<-12 dB,输出反射系数S₂₂<-10 dB。芯片尺寸为570 μm×140 μm。     

一种应用于平方公里中频阵的锥削槽天线阵的设计

设计了一种应用于平方公里中频孔径阵列的双极化超宽带锥削槽天线.该天线采用五边形谐振腔代替传统锥削槽天线的正方形谐振腔，在不占用有源电路面积的情况下，拓展了低频工作带宽；采用辐射板与馈电巴伦分离设计，在不影响天线电性能的前提下，极大地缩小了介质板尺寸以节约加工成本；天线加工成十字形结构以实现阵元间良好的电流连续性和不恶化天线的极化性能.仿真结果显示，该天线能够在0.25~1.57 GHz带宽内进行±45°扫描，且在整个工作频带内具备较好的极化特性，因此所设计天线能够满足平方公里（the Square Kilometer Array，SKA）中频阵超宽带、低成本、大扫描角以及高极化隔离度的要求.