基于GaAs衬底的功分器芯片设计

依据Wilkinson功分器原理,将四分之一波长传输线等效为集总参数电路,在GaAs衬底上设计并实现一款20～30 GHz宽带功分器芯片。通过工艺线提供的衬底设置和电磁仿真软件建模仿真优化,功分器的测试结果和仿真结果具有较高的一致性。芯片尺寸为0.9 mm×0.7 mm×0.1 mm。探针台在片测试结果表明,功分器芯片在设计带宽20～30 GHz内,插入损耗小于4 dB,隔离度大于20 dB,输入回波损耗和输出回波损耗均优于15 dB,具有低损耗、高隔离、驻波好、面积小、成本低的优良特性。     

集总元件宽带Wilkinson功分器的研究

提出了一种集总元件宽带Wilkinson功分器的分析及设计方法。从功分器的奇偶模阻抗理论分析出发,将功分器设计转化为在偶模下求解阻抗比为2:1的宽带阻抗变换和在奇模下求解宽带阻抗匹配的问题,采用LC阻抗变换节取代传统电路的λ/4传输线,减小功分器体积,并推导出两级功分器的元件解算公式。经ADS仿真验证,由解算公式得到的两级功分器,在760～1240MHz的带宽内功率分配损耗小于0.1dB,隔离度大于20dB,输入输出端口反射系数均小于-20dB,可用带宽fH/fL为1.64,实现了Wilkinson功分器小尺寸、带宽大的优点。     

小型化和差功分器的设计

提出了一种小型化微带环形耦合器,利用该耦合器和威尔金森功分器设计并制作了一个和差功分器。测试结果表明,在1 030~1 060 MHz内,该功分器插损小于1.2 dB,输入端回波损耗大于14 dB,输出端隔离度大于20 dB。该和差功分器在保证了器件各端口的相位关系的前提下,其尺寸可减小30%,具有插损小、隔离度大、结构简单、成本低的优点。     

紧凑型高性能L波段Wilikinson三路功分器的设计

提出了一种基于LTCC技术的紧凑型L波段Wilkinson三路功率分配器。对三路功分器进行奇偶模分析,在ADS软件中设计电路,然后在HFSS软件中对该电路进行三维仿真优化。该功分器由LC集总元件组成,以实现更高的隔离度;采用对称结构以降低设计复杂度;使用加载电容和外置电阻以降低元件误差和体积;电阻使用跨接方式以实现低反射损耗。功分器实物测试与仿真结果一致,最终设计的三路功分器尺寸为3.2 mm×1.6 mm×0.89 mm。功分器的中心频率为1250 MHz,带宽为100 MHz,通带插入损耗为4.95～5.05 dB,输入端反射损耗小于-25 dB,端口隔离度小于-25 dB。     

基于新型可调谐有源电感的微型宽带功分器

采用0.18 μm RF CMOS工艺,设计了一种基于可调谐有源电感的微型宽带Wilkinson功分器,由正跨导放大器、负跨导放大器、构成反馈回路的Cascode电流镜结构与双重外部电压偏置电路构成,新型有源电感基于回转器原理实现。仿真结果表明,中心工作频率为2 GHz时,功分器的插入损耗小于0.15 dB,输入端口与输出端口的回波损耗均大于36 dB,两输出端口间的隔离度大于39 dB。改变外部偏置电压时,中心工作频率可在1.3~3.0 GHz频率范围内调谐。在1.8 V电源电压下,功耗为4.8 mW,版图尺寸为0.3 mm×0.4 mm。     

一种基于波导E-T结的新型功分器的设计方法

针对传统功分器的不足,提出了一种改进型波导E-T结功分器。通过三维电磁仿真软件CST对其进行了建模仿真,得到一个合理的设计方案,该结构具有高隔离度、低插入损耗、小体积、宽频带等优点。加工的实物经测试在12~17 GHz的频率范围内,该功分器的插入损耗＜0.12 dB,回波损耗＞18 dB,隔离度＞15 dB,具有良好的工程应用价值。     

一种基于LTCC的宽带一分三滤波功分器

为实现射频系统中微波器件的宽带化、小型化,设计了一款具有滤波性能的功分器。该滤波功分器创新性地将带通滤波器与一分三功分器级联在一个封装器件中,大大减小了体积且解决了阻抗不匹配问题。其中带通滤波器采用四级半集总结构,加入耦合电容版提高滤波性能,一分三功分器采用LC集总结构,实现了小型化。利用ADS软件进行二维仿真,利用HFSS软件进行三维模型的仿真。本文设计的一分三滤波功分器尺寸仅为3 mm×5.6 mm×1.5 mm,工作频带为1.8～2.2 GHz。仿真后的结果为:插入损耗小于7 dB,回波损耗优于19 dB,隔离度优于17 dB,所设计的滤波功分器满足性能要求,且具有小型化高性能的应用优势。     

GaAs MMIC宽带双平衡混频器的研制

采用GaAs肖特基二极管工艺,设计并制造了一款宽带无源双平衡混频器,射频、本振频率为1.5～3.7 GHz,变频损耗小于10 dB,本振到射频隔离度大于35 dB,中频带宽DC～0.8 GHz.该混频器采用了环形二极管和螺旋式巴伦结构,在获得良好的变频损耗与隔离度的同时,显著减小了芯片面积,整体芯片尺寸为1.2 mm × 1.2 mm.     

微波治疗脑瘤用宽带功分器的设计

为了能够在颅内微波治疗脑瘤中,采用分区加热的方式,设计了一种宽带一分二Wilkinson型功分器。这种功分器的工作带宽为0.8G到2.6G,采用三节阶梯阻抗方式。通过对等效电路的阻抗分析,给出设计参数,并基于ADS 软件对其结构进行仿真与优化,根据设计制作了一个功分器并进行了测试。仿真结果和实物测试结果比较接近,该功分器在整个频带范围内具有良好的性能指标,传输损耗低至0.9dB,隔离度高于20dB。该功分器实现了宽带化以及小型化,完全满足颅内微波热疗系统的应用。     

宽带Wilkinson功分器的设计仿真与制作

利用Ansoft公司的HFSS软件对设计宽带Wilkinson功分器模型进行仿真,制作出了工作频带为0.8～2.5 GHz,尺寸为4.0 cm×3.0 cm×0.5 cm的宽带功分器并进行了测试,仿真结果和实物测试结果比较接近。该功分器在整个频带范围内具有良好的性能指标,传输损耗<0.8 dB,隔离度>20 dB,该功分器实现了宽带化以及小型化。由于其工作频率处于ISM频段内,因此可广泛应用于GPS、蓝牙等通讯系统中。     

1～18 GHz超宽带功分器的设计

分析了1~18GHz超宽带一分二功分器的制作难点,设计了两种不同结构的威尔逊功分器。通过ADS和HFSS的共同仿真,选择了性能较好的功分器进行加工制作,最后所设计的1~18GHz超宽带一分二功分器的测试结果表明,在1~18GHz的整个频带内,功分器的回波损耗都在-15dB以下,两端口的隔离度大于20dB,性能良好,可以应用于超宽带系统中。     

一种新型微带/槽线混合结构的宽带魔T

提出一种新型宽带平面魔T结构,该魔T基于传统的微带混合环的原理设计而成,为扩展工作频带,采用了微带-槽线混合结构,通过将槽线T接头功分器的反相输出特性与微带T接头功分器的同相输出特性相结合,从而实现两输出端口的宽带和/差输出。测量数据表明该魔T结构可实现超过25%的相对工作带宽(输入端口回波损耗低于-10dB),在工作频带(4.3~5.6GHz)内,其传输插损小于1dB,两对隔离端口的隔离度分别为-30dB和-20dB。     

一种新型毫米波8路功分器/合成器的设计

设计了一种Q波段8路功分器/合成器。利用波导功分器及微带功分器混合设计,提出了波导-微带4路功分器与3 dB Wilkinson电桥一体化设计思想,设计出一种较高隔离度,结构紧凑的新型8路功率分配器/合成器。通过高频电磁仿真软件(HFSS)仿真设计,在42 GHz~47 GHz频带范围内,8路分配器输出端口反射损耗优于-19 dB;8路输出端口的幅度不平衡度小于0.25 dB,相位不平衡度小于0.5o,插损小于0.25 dB;4个输出口之间的隔离度大于9 dB,是一种较为理想的8路功率分配器/合成器,在实际小体积高合成效率要求的固态功率合成领域,以及具有小体积的多路信道实现中,具有较高的应用价值。     

基于单一左、右手传输线的宽带180°移相功分器

分析了单一左、右手传输线的电路特性,并利用其非线性相位特性,设计了一种平面、低损耗的宽带180°移相功分器。首先通过调节单一左、右手传输线的结构参数,并与传统传输线进行相位比较,在单一左、右手传输线的通带内实现45°相位差,然后将4个传输线单元级联构建了180°移相器,最后采用180°移相器设计了相位差为180°移相功分器。移相功分器的测试结果表明,在3~8.3GHz内,反射系数小于-10dB,输出端口间的隔离度大于17dB,输出端口间的幅度差小于0.6dB,相位差为180°±5°。该结构性能优良,制作成本低,适用于宽带天馈系统。     

基于耦合三线结构的宽带功分器研究*

由于传统的威尔金森功分器需要通过多级传输线的级联来拓展其工作带宽,增加了电路设计的复杂度。因此本文提出了一种基于耦合三线的宽带功分器结构。通过在四分之一波长传输线的两端分别引入一节耦合三线,使功分器实现了宽带特性。采用三线耦合器与阻抗变换理论,对影响功分器工作带宽、输入输出端口匹配度和隔离度参数进行了理论分析,并设计制造了基于此结构的宽带功分器。测试结果表明该功分器具有很好的端口匹配、传输损耗和端口隔离特性。     

一种宽带一分四Wilkinson功分器的设计与实现

对传统微带功分器的设计方式进行改进,利用薄膜芯片电阻代替传统电阻,工作至Ka波段也可保证较好的隔离度性能.利用薄膜芯片电阻制作了一款宽带一分四Wilkinson功分器,采用两级一分二功分器来实现一分四,每一级一分二功分器采用2节的Wilkinson功分器来实现.同时为了降低功分器的各端口在高频段下的回波损耗,功分器的各...     

一种新型双频Wilkinson功分器的设计

为了实现功分器工作在任意两个频率的目的,设计了一种新型功分器.基于奇偶模分析方法,利用微波网络理论推导了电路参数的设计公式,通过求解相应的非线性方程组获取了具体电路参数.制作了一个工作频率为1GHz和2.6 GHz的双频Wilkinson功分器.实物测试结果表明,该功分器在两个中心频率的传输衰减小于3.3dB,端口回波损耗大于21 dB,端口隔离度大于28 dB,在中心频率100 MHz的通带范围内都具有良好性能,验证了设计方法的可靠性.     

基于ADS与HFSS的带状线功分器的设计与实现

阐述了一种新颖的仿真方法用于设计带状线功分器,该方法将ADS与HFSS联合使用,并以一款带状线功分器的设计为例,在较短时间成功制备出工作频率700~2 700 MHz,回波损耗小于-22 dB,插入损耗为3.1 dB(含分配比),带内波动小于0.1 dB,隔离度大于20 dB的高质量带状线功分器。通过比较仿真和测试结果,两者基本一致,这表明该仿真方法可大大提高仿真效率,缩短研发周期。     

带状线宽带Wilkinson一分四功分器的设计

研究并设计了一种带状线宽带Wilkinson一分四功分器,实验结果显示,该功分器在6GHz～14GHz的宽频带范围内性能良好,其隔离度在整个频带范围内大于35dB,同时输入与输出端口均实现了良好的匹配且各输出口幅度相位一致性良好。     

一种改进型Ka波段宽带耦合器设计

基于LTCC工艺技术,分析并设计了一款改进型Ka波段宽带带状线耦合器,耦合器采用两个8.34 dB带状线耦合器级联实现,并用调谐电容片和弧形带状线改善隔离度与回波损耗。利用三维电磁场分析软件HFSS对耦合器三维结构进行了建模仿真和分析改进。结果表明,该耦合器的回波损耗和隔离度在17.7~29.0 GHz都大于20 dB。