超低附加相移0.5GHz～18GHz六位数控衰减芯片设计

在简要介绍MMIC技术的基础上论述了使用ADS仿真软件设计超低附加相移0.5GHz～18GHz六位数控衰减芯片的方法。该衰减芯片由相对独立的六位衰减单元级联而成,在0.5GHz～18GHz频带范围内,插入损耗小于5dB,衰减精度不大于±(0.2+10%A)dB;步进为0.5dB;驻波不大于1.5;附加相移不大于±3.5°;电路芯片尺寸为2.4mm×1.2mm×0.1mm。采用TTL电平逻辑控制,开关速度小于20ns。芯片背面既是直流地也是射频地,可广泛用于相控阵系统。     

(10～20)GHz低附加相移数控衰减器设计

基于GaAs 0.25 μm pHEMT工艺,设计一款高精度、低附加相移数控衰减器。该低附加相移数控衰减器由6位衰减单元级联组成,衰减范围为（0～31.5）dB,步进为0.5 dB。在（10～20）GHz工作频率范围内,衰减器插损小于4.8 dB,所有衰减状态衰减精度不大于±0.5 dB、附加相移不大于±3°,输入驻波系数不大于1.4,输出驻波系数不大于1.5。     

DC～20 GHz宽带单片数控衰减器

介绍了五位数控衰减器单片电路的主要技术指标和设计方法.电路设计基于ADS微波设计环境,采用GaAs PHEMT工艺技术实现.利用版图电磁仿真验证技术,实现了全态附加相移小的目标.工作频率为DC～20 GHz,全态衰减附加相移小于等于±3°,驻波比≤1.5:1.通过设计结果和测试结果对比,表明本单片的设计方法可行.最终,单片电路流片一次成功,实现了设计目标.电路尺寸为2.7 mm × 1.4 mm×0.1 mm,控制电压为0 V和-5 V,无直流功耗.     

一种新颖的DC～50GHz低插入相移MMIC可变衰减器

介绍了一种新颖的 DC～ 5 0 GHz低相移、多功能的 Ga As MMIC可变衰减器的设计与制作 ,获得了优异的电性能。微波探针在片测试结果为 :在 DC～ 5 0 GHz频带内 ,最小衰减≤ 3 .8d B,最大衰减≥ 3 5± 5 d B,最小衰减时输入 /输出驻波≤ 1 .5 ,最大衰减时输入 /输出驻波≤ 2 .2 ,衰减相移比≤ 1 .2°/d B。芯片尺寸 2 .3 3 mm× 0 .68mm× 0 .1 mm。芯片成品率高达 80 %以上 ,工作环境温度达 1 2 5°C,可靠性高 ,稳定性好     

24~30 GHz高精度低附加相移数控衰减器

基于0.18 μm CMOS工艺,设计并实现了一种5位高精度低附加相移数控衰减器。该衰减器的衰减动态范围为15.5 dB,步进为0.5 dB。采用了T型衰减结构和SPDT型衰减结构的衰减网络。采用了悬浮栅和悬浮衬底,提高了衰减精度,减小了插入损耗。采用了相位补偿网络,有效降低了衰减器的附加相移。测试结果表明,在24~30 GHz频带范围内,衰减步进为0.5 dB,插入损耗小于8 dB,衰减误差均方根(RMS)小于0.45 dB,附加相移小于±5°。芯片尺寸为1.2 mm×0.3 mm。     

一种新颖的DC—50GHz低插入相移MMIC可变衰减器

介绍了一种新颖的DC－50GHz低相移、多功能的GaAs MMIC可变衰减器的设计与制作，获得了优异的电性能。微波探针在片测试结果为：在DC－50GHz频带内，最小衰减≤3.8dB，最大衰减≥35&;#177;5dB，最小衰减时输入／输出驻波≤1.5，最大衰减时输入／输出驻波≤2.2，衰减相移比≤1.2&;#176;/dB。芯片尺寸为2.33mm&;#215;0.68mm&;#215;0.1mm。芯片成品率高达80％以上，工作环境温度达125℃，可靠性高，稳定性好。     

0.3～3.0GHz超宽带高精度数控移相器的设计

基于0.15μm GaAs赝高电子迁移率晶体管（pHEMT）工艺,研制了一款应用于相控阵系统的集成数字驱动器的0.3～3.0 GHz高精度6 bit数控移相器芯片,通过级联6个不同移相单元可实现最小步进为5.625°的0°～360°移相范围。5.625°、11.25°、22.5°移相单元采用开关切换单阶磁耦合全通网络结构,45°移相单元采用开关切换电容补偿单阶磁耦合全通网络结构,90°、180°采用开关切换高通补偿两阶磁耦合全通网络结构。在片测试结果表明：在0.3～3.0 GHz频段内,数控移相器芯片64态移相均方根误差小于3°,插入损耗小于18 dB,全态移相附加调幅小于±1 dB,输入输出驻波小于1.9,静态功耗为3 mA@-5 V。芯片版图面积为5.00 mm×3.45 mm。     

一种X波段低附加相位的6位单片数控衰减器

提出了一种X波段低附加相位的6位单片数控衰减器。采用一种改进型开关T型衰减网络,实现了2 dB与4 dB的衰减位。网络在整个带宽内具有良好的附加相位特性。其他各衰减位采用了基于传输线的相位补偿结构。该6位单片数控衰减器基于0.25 μm GaAs工艺进行流片与验证,芯片面积为(2.2×1.4) mm²。测试结果表明,在整个带宽内,该数控衰减器的插损小于4.1 dB,输入输出回波损耗小于-10.7 dB,RMS幅度误差小于0.26 dB,RMS相位误差小于2.4°。     

一种采用砷化镓pHEMT工艺的超宽带DC-40GHz 4位单片数字衰减器

介绍了一种超宽带DC-40GHz的4位单片数字衰减器。该衰减器采用0.25μm砷化镓pHEMT工艺制造。据我所知,这种衰减器是至今国内文献报道中带宽最宽的。它通过采用适当的结构来得到超宽的带宽、低插入损耗以及高衰减精度。该衰减器具有1 dB的衰减步进和15 dB的衰减动态范围,插入损耗在40 GHz时小于5 dB,全衰减态及全频带内的输入输出回波损耗大于12 dB。     

基于金属陶瓷贴片封装的数控衰减器设计

衰减器作为幅度调制器件被广泛用于电子战、雷达、测试设备、通信等各种微波领域。随着信息革命的深入发展,通信、雷达、测试设备等各种微波领域的电子设备趋向于小型化、低成本,对元器件的体积、功耗、可靠性、使用方便性的要求越来越高。文章介绍了一款采用GaAsPHEMT工艺和金属陶瓷贴片封装制作的L波段高精度单片六位数控衰减器的设计方法和研制结果。测试结果表明在频率为DC～2GHz内,衰减步进0.5dB,衰减范围0～31.5dB,插入损耗IL<2.5dB,输入输出驻波比VSWR<1.4,衰减精度|△A_i|<(0.2+3%A_i)dB。附加相移|△φ|<3°,控制方式为TTL电平。     

DC～40 GHz反射型GaAs MMIC SPST开关

介绍了基于GaAs PHEMT工艺设计的一款宽带反射型MMIC SPST开关的相关技术,基于成熟的微波单片集成电路设计平台开展了宽带SPST开关设计.工作频率范围为DC～40 GHz,插入损耗≤0.8 dB,隔离度≥25 dB,驻波比≤1.4:1.同时,对电路的通孔特性进行了分析,对电路设计流程进行了阐述.要获得期望带宽的开关,如何选择控制器件的通孔连接方式,以及通孔数量对插入损耗等性能的影响.最终,具有小尺寸和优异微波性能的GaAs微波单片集成单刀单掷开关电路成功开发.     

GaN MMIC六位数字衰减器的设计

基于GaN HEMT工艺成功研制出一款宽带六位数字衰减器,衰减范围为0～31.5 dB.通过研究GaN HEMT开关器件模型及电阻式衰减网络,选取合适的衰减器拓扑,减小了衰减器的插入损耗,提高了衰减精度,缩小了芯片尺寸.测试结果表明,在2～ 18 GHz频带内,该衰减器的插入损耗小于4.8 dB,64态衰减精度均方根误差小于0.6 dB,输入回波损耗小于-13 dB,输出回波损耗小于-12.5 dB,附加相移为-14°～4°.在10 GHz下,其1 dB压缩点输入功率达到34.5 dBm.裸片尺寸为2.30 mm× 1.10 mm.     

DC－40GHzMMIC开关

ＤＣ－４０ＧＨｚＭＭＩＣ开关叶禹康，俞土法，伍祥冰（南京电子器件研究所，２１００１６）提要＊用微波单片集成电路（ＭＭＩＣ）技术设计制作了高隔离度、超快速ＤＣ－４０ＧＨｚＭＭＩＣ开关（ＳＰＳＴ）。开关采用串联、并联单元ＭＥＳＦＥＴ兼用的电路结构。芯片尺...     

DC－40GHzMMIC开关

ＤＣ－４０ＧＨｚＭＭＩＣ开关叶禹康，俞土法，伍祥冰（南京电子器件研究所，２１００１６）提要＊用微波单片集成电路（ＭＭＩＣ）技术设计制作了高隔离度、超快速ＤＣ－４０ＧＨｚＭＭＩＣ开关（ＳＰＳＴ）。开关采用串联、并联单元ＭＥＳＦＥＴ兼用的电路结构。芯片尺...     

6～18GHz GaAs PHEMT 5位MMIC数字移相器

采用GaAs PHEMT工艺研制开发了一款6～18 GHz五位MMIC数字移相器。通过建立精确的器件模型、选择合理的单位拓扑以及设计优化原理图和版图,并在优化过程中采用性能冗余优化策略,保证了产品各项性能优异和高成品率。测试的电性能典型值表明,在工作频率范围内,11.25°/22.5°移相位的相移误差<2.5°,45°/90°/180°移相位的相移误差<5°,相移均方根误差<4.5°,插入损耗保持在7dB～10.5dB的范围内,32种相移态输入端与输出端的驻波比均小于1.7,最终芯片面积仅为3.555mm×4.055mm×0.1mm,可广泛用于相控阵雷达与电子对抗等系统。     

Ku波段6bit数字衰减器MMIC的小型化设计

基于0.25μm GaAs增强/耗尽(E/D)型赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并实现了一款集成了6 bit并行驱动器的数字衰减器单片微波集成电路(MMIC)。该衰减器采用T型衰减网络结构,不仅缩小了芯片面积,并且可实现较好的衰减精度和衰减附加相移。芯片在片测试结果表明,在-5 V电源电压下驱动器的静态电流为1.8 mA,响应速度为25 ns。在9~18 GHz频率范围内,衰减器芯片的插入损耗不大于3.6 dB,均方根衰减精度不大于0.7 dB,衰减附加相移为-2°~4°,输入电压驻波比(VSWR)不大于1.25∶1,输出VSWR不大于1.5∶1。芯片尺寸为1.6 mm×0.6 mm×0.1 mm。该电路具有响应速度快、功耗低、面积小、衰减附加相移小等优点,可广泛应用于通信设备和微波测量系统中。     

一种DC到40GHz测试结构的设计

高速信号在传输的过程中将遇到信号完整性的问题的困扰,尤其当信号速率超过10 Gb/s时,当传输结构发生变化的时候,在导体之间传输的场将发生变化,传输过程的阻抗将发生变化。通过对传输结构变化的地方进行修正,可以对阻抗变化进行一定的补偿,减小结构变化处带来的信号反射,减小信号传输损耗,最终整个测试板在40 GHz时仿真损耗仅为1.1 dB,并通过两个测试结构对接进行了S参数和眼图的测试评估。     

6～18 GHz GaAs射频前端多功能MMIC

基于GaAs单片微波集成电路(MMIC)工艺设计并制备了一款宽带射频前端多功能电路芯片,其包含功率放大器、限幅低噪声放大器(LNA)和收发开关.功率放大器采用平衡式结构同时选择合适的匹配网络实现宽带匹配;限幅器第一级采用功分结构提高耐功率能力;LNA前三级采用电流复用拓扑结构实现低功耗,最后一级采用自偏置结构增加动态范围;天线端的开关具有较高的功率容量,保证信号经过开关后不会压缩而导致发射支路输出功率不足.测试结果显示,电路在6～ 18 GHz频带内,接收支路噪声系数典型值为3.7 dB,增益约为27 dB,1 dB压缩点输出功率典型值大于7 dBm,功耗约为140 mW,能耐受1W的连续波输入功率;发射支路饱和输出功率大于30 dBm,功率附加效率典型值为26％.