基于高阻硅的毫米波IPD 滤波器研究

5G 通信迫切需要毫米波集成无源器件(Integrated Passive Device,IPD),要求该类器件低成本、高性能。基于高阻硅(High Resistivity Silicon, HRS)工艺设计并加工了一款四阶交叉耦合毫米波微带滤波器,基于测试结果和有耗耦合矩阵理论反提取得到四阶滤波器谐振器的真实无载品质因素。进而对高阻硅基的毫米波工艺参数(例如,损耗角正切)进行修正,利用电磁仿真软件进行验证;分析了金属粗糙度对于滤波器损耗的影响。修正后的模型仿真结果和测试结果吻合较好,验证了修正后毫米波段高阻硅基参数的有效性,为芯片级毫米波无源器件的设计提供了支撑。     

频变交叉耦合带通滤波器的耦合矩阵综合研究

综合代表滤波器拓扑结构和特性的耦合矩阵是交叉耦合滤波器设计的重点。提出了一种基于广义特征值的优化综合方法,通过非线性最小二次求解,将耦合矩阵的广义特征值逼近至广义切比雪夫响应多项式传输函数零极值参考点,优化求解出带有频变交叉耦合带通滤波器的耦合矩阵。通过3个数值实例演示了该方法,并验证其有效性。这是对经典带通滤波器耦合矩阵综合方法的补充,为频变交叉耦合滤波器的设计建立了基础。     

S波段GaAs PHEMT宽调谐比可重构滤波器芯片设计

基于单片微波集成电路技术设计了一款S波段频率可调谐滤波器芯片,该可调谐滤波器芯片采用信道化结构,通过选择不同通道实现宽调谐比。其中每个通道采用多级放大器与无源滤波网络级联的形式提高该滤波电路的选择性,通过在无源滤波网络引入变容二极管实现通道频率的连续调谐,该结构可在滤波器具备较高选择性的前提下实现宽调谐比。采用0.25 μm GaAs 赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计了一款S波段双通道信道化可重构滤波器,仿真结果表明,在0~3 V控制电压范围下,该滤波器中心频率调谐范围为2.5~4 GHz,带宽变化范围为420~650 MHz,调谐比达到60%,滤波器芯片尺寸为3 mm×3.1 mm。该设计为片上可重构射频滤波实现宽频率调谐比提供了一条技术途径。     

高效率E 类功放在遥测发射机中的应用

对提升PCM发射机工作效率的关键技术进行阐述。采用GaN器件设计了S频段具有谐波控制电路的逆E类功率放大器,输出功率10W,工作效率高达78%。将此高效功率放大技术用于PCM遥测发射机设计。实测结果表明,该发射机可适应码速率2Mbps的PCM信号,发射功率9.8W,整机效率可达57.6%。     

宽带小型化限幅放大器设计

基于共集共基电路的宽带小型化限幅放大器设计,利用三极管发射结特有的IV特性,将输入三极管工作在共集组态,并在后级级联共基组态三极管,实现输入信号非饱和削波,达到限幅目的。由于共集与共基放大电路都具有宽带特性,故其级联后电路特性也具有宽带特性。本文利用该结构设计了一款宽带限幅放大器,工作带宽覆盖10~200 MHz,增益大于25 dB,限幅输出功率2 dBm,输入输出回波损耗均大于20 dB。利用薄膜电路工艺设计实现小型化限幅放大器设计,电路尺寸为7.15 mm×8.1 mm,与印制板(PCB)电路相比,尺寸明显较小。该电路结构精简,性能优越,适合分离元件电路设计。     

小数分频频率合成器的计算机辅助设计

通过介绍小数分频频率合成器的基础理论，详细阐述了利用Agilent公司的ADS软件进行小数频率合成器的计算机辅助设计与过程。仿真结果表明，运用ADS仿真模拟有利于提高电路设计和制造水平，对实际中应用小数分频频率合成技术具有较好的借鉴意义。     

递进型射频SiP系统优化法研究

射频系统级封装系统具有高密度集成、高性能的优点,但其电磁问题复杂导致系统优化方法至关重要。基于板级场路协同仿真、近场等效模拟以及近场扫描测试,提出了递进型射频SiP系统优化方法,并以S波段上变频SiP模块的优化为例,进行了验证分析。利用此方法,准确地找到了系统中潜在的风险,建立近场耦合等效集总电路,提出改进措施,实现了系统的高效优化;并采用近场扫描测试方法,对模拟结果进行了比较,计算出两者的相关度为96.27%,吻合较好,证明了模拟仿真优化法的高可靠性与实用性。     

带倒角的波导H面阶梯滤波器分析及设计

采用模式匹配法分析了H面阶梯的散射矩阵,通过等效电路法得到耦合系数以及等效电长度。为了将加工中倒角的影响考虑在内,使用阶梯近似,采用S矩阵级联的方法计算H面阶梯波导滤波器加工过程中倒角后阶梯的阻抗变换器值,并通过设计例子来验证该方法的有效性。     

S波段高效GaN逆E类功率放大器

介绍一种高效逆E类功率放大器的设计方法,并选用GaN器件设计了工作于2.3GHz的逆E类功率放大器。当供电26V,输入功率26dBm时,放大器输出功率40.2dBm,工作效率76.1%,PAE为73.3%。提供了详尽的仿真与实测数据并对放大器性能进行分析。用数字预失真技术对逆E类功率放大器进行线性化校正并取得了良好的效果。     

高效率开关F3/E类功率放大器

介绍了一种高效F3/E类功率放大器的设计方法,该放大器将F类功率放大器的谐波控制电路引入逆E类功率放大器的负载网络,以改善放大器性能。此电路结构提升了放大器的功率输出能力,降低了电路对功率放大器管器件漏极耐压特性的要求,增强了器件工作时的安全性。详细阐述了该放大器的设计过程,并给出了负载网络各器件的最佳设计取值方程。选用GaNHEMT器件研制了S频段F3/E类功率放大器测试电路。实测结果表明该放大器在驱动功率为27 dBm时,可获得40.3 dBm的输出功率,具有13.3 dB增益,工作效率高达78.1%,功率附加效率为75.2%。实测结果与仿真结果吻合,验证了设计方法的正确性。