基于O.18μm工艺CMOS超宽带低噪声放大器设计

超宽带技术是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,相对于窄带技术,使用超宽带技术进行无线传输具有很多优势.文章介绍了一种基于0.18 μmCMOS工艺、适用于超宽带无线通信系统接收前端的低噪声放大器.结合计算机辅助设计,可以看出经过优化后其S11和S22在3.1GHz～10.6GHz范围内都小于-10dB,而正向增益S21根据-3dB带宽计算可得其符合要求的频率范围达到2.4GHz～10.4GHz,噪声系数NF在2.8GHz左右达到最低值1dB,平均在2.5dB,可以认为是比较低的.整体而言电路符合UWB技术所运用范围.     

小型微带耦合步进阻抗谐振超宽带滤波器设计

超宽带技术是极具发展前景的一种无线通信技术,其频段为3.1 ～10.6 GHz,中心频率为6.85 GHz,相对带宽达到109％.设计了一种耦合步进阻抗谐振超宽带滤波器,仿真结果表明该滤波器在超宽带频带内插入损耗低于1.10 dB,回波损耗高于10 dB,在谐振频率处最低接近40 dB,群时延小于0.35 ns左右且保...     

一种3-12GHz双陷波超宽带天线的设计

自从美国联邦通信委员会(FCC)批准了超宽带(UltraWideband,UWB)技术可用于民用,将3.1GHz-10.6GHz作为超宽带天线的工作频谱范围后,超宽带通信系统的设计已成为通信系统设计领域的焦点。然而,由于超宽带技术带宽极大,容易受其他通信系统的影响。因此,一种在特定频段且具有陷波功能的超宽带天线亟待推出,本文设计并优化了一种双陷波超宽带天线,使其在3.4-3.6GHz和5.15-5.825GHz即Wi MAX和WLAN所在的频段同时具有较好的抗干扰特性。     

新型陷波超宽带天线设计

为了避免超宽带通信中其他系统的干扰问题,设计了一种双阻带的超宽带天线。通过采用一种不等宽的条带结构,从而较好地实现了双阻带特性。除了在要求屏蔽的WiMAX频段(3.3~3.7 GHz)以及X频段的卫星通信下行频段(7.25~8.395 GHz),回波损耗S11在整个频段<-10 dB。通过仿真设计结果表明,该天线在3.38~3.58 GHz和7.29~8.13 GHz处均具有较好的阻带性质。     

基于枝节加载的超宽带滤波器的设计

本文提出了一种具有新型枝节加载谐振结构的超宽带滤波器,具有良好的超宽带特性,其3dB带宽为2.65GHz-10.95GHz,并且通带内3.18GHz-10.46GHz的范围内S11>20dB。通过仿真的结果可以表明使用本文采用的枝节加载形式,可以实现滤波器良好的的选择性以及阻带特性。     

基于变换采样的超宽带接收机设计

为了实现以较低的采样率对超宽带(UWB)脉冲信号进行采样以及在带宽和系统复杂度之间取得均衡,设计了一种基于变换采样的超宽带接收机系统.设计的接收机在AD芯片之前加入了跟踪保持放大器,提高了系统的模拟带宽(5GHz),通过采样时钟的较小延时实现了较高的等效采样率(8 GHz).主要用来接收带宽1 GHz以及以上的超宽带信号,利用VHDL进行编程,通过Chipscope抓取信号进行验证.测试表明,该系统能接收1 GHz以及以上带宽超宽带信号,达到了设计要求,可以用于超宽带通信与测距.     

一种利用衰减器实现的超宽带可变增益放大器

提出了一种基于有源可调衰减器的超宽带可变增益放大器,以有源可调衰减器作为可变增益放大器的核心,并与高增益放大器级联,在3.1～10.6 GHz超宽频带内实现了宽动态增益调节范围.基于Jazz 0.35 μm SiGe HBT工艺,完成了超宽带可变增益放大器的设计,利用安捷伦公司的ADS仿真软件进行仿真验证.结果表明,在3.1～10.6 GHz的超宽频带内,当电压在0.7～2.0V的范围内变化时,该放大器的动态增益变化范围大于60 dB,3dB带宽大于7 GHz,在整个电压变化范围内,S11和S22均低于-10 dB,在最大增益处,噪声系数小于5dB.     

S波段超宽带固态功率放大器的研制

本文结合一款新研制的S波段超宽带固态功率放大器,介绍了超宽带固态功率放大器的设计理论和方法,根据砷化镓场效应晶体管的小信号S参数和I-V曲线,用微波仿真软件对功率管的输入、输出阻抗匹配电路及其偏置电路进行优化仿真设计.通过制作并测试此放大器,验证了该设计方法的可行性.最后,给出了测试数据,它在2GHz～4GHz的频带范围内,输入功率为40mW时,输出功率大于20W,带内功率起伏小于1.5dB.     

新型共面波导馈电超宽带单极子天线设计

提出了一种新型的超宽带单极子天线,该天线将经典圆形单极子的下半圆用两个倒梯形替代,有效减小了天线的体积,利用电磁场仿真软件Ansoft HFSS对该天线进行了仿真优化。结果表明,该天线的阻抗带宽为2.48~15.23 GHz,覆盖了超宽带通信系统的带宽。该天线在2.48~15.23 GHz带宽内的S11≤–10 d B,VSWR≤2,具有比较稳定的辐射特性,符合超宽带通信系统的要求。     

0．35μm SiGe BiCMOS 3．1～10．6GHz超宽带低噪声放大器

基于AMS 0.35 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种应用于3.1～10.6 GHz频段的超宽带低噪声放大器;采用多个反馈环路,实现超宽带范围内的阻抗匹配以及低噪声性能;详细分析了匹配电路的特性.在片测试结果表明,在工作频带内,电路增益S21达到14 dB,增益波动小于2 dB;输入回波损耗S11小于-10 dB;噪声系数NF小于3.5 dB.电路采用3 V供电,功耗为30 mW.     

AlGaAs/GaAs PIN超宽带微波毫米波单刀三掷开关

研制了基于异质结AlGaAs/GaAs PIN二极管的超宽带微波毫米波开关单片。通过异质结外延材料结构的设计和MOCVD生长技术、高台面PIN开关电路制备工艺技术、超宽带模型管S参数测试与电路设计,制作了一款0.05～50 GHz的超宽带PIN单刀三掷开关。测试结果表明：该微波毫米波开关在0.05～18 GHz频带内插入损耗为0.5～0.75 dB,隔离度大于41 dB;18～50 GHz频带内插入损耗为0.75～1.2 dB,隔离度大于27 dB;具有低插入损耗和高隔离度的开关切换特性。     

一种新型的超宽带微带转共面带状线巴伦

设计了一种新型的微带转共面带状线（coplanarStripLine以下简称CPS）的巴伦结构。它可以应用于多种常用的介质板上,具有结构紧凑、超宽带、低损耗的特点。制作了一个两端为500微带线的背靠背电路,测试得插入损耗（S21）〉-1dB、回波损耗（S11）〈-15dB的带宽为2．7GHz～7．3GHz,S21〉-4dB、S11〈-10dB的带宽为1．4GHz～15．6GHz。     

具有陷波特性的超宽带分形缝隙天线

结合超宽带缝隙天线和分形结构的优点,设计了一种具有陷波特性的超宽带分形缝隙天线.选择E形缝隙结构,并在缝隙下边缘采用树状分形,构造半波长谐振结构,实现了天线的陷波功能,有效地避免了超宽带频带范围内的系统干扰.给出了天线设计的总体思路,通过理论分析和仿真测试,对天线的阻抗特性、增益进行了研究.结果表明,该陷波天线的阻抗频带为3 GHz ～12 GHz,在5 GHz～6.25 GHz频带内具有陷波特性.同时,分形结构的引入极大地缩小了天线的尺寸.     

0.18μm CMOS 3.1-10.6GHz超宽带低噪声放大器设计

介绍了一种基于0.18μm CMOS工艺、适用于超宽带无线通信系统接收前端的低噪声放大器.在3.1～10.6GHz的频带范围内对它仿真获得如下结果:最高增益12dB;增益波动小于2dB;输入端口反射系数S11小于-10dB;输出端口反射系数S22小于-15dB;噪声系数NF小于4.6dB.采用1.5V电源供电,功耗为10.5mW.与近期公开发表的超宽带低噪声放大器仿真结果相比较,本电路结构具有工作带宽大、功耗低、输入匹配电路简单的优点.     

一种新型超宽带端射微带天线的自动设计

采用遗传算法和时城有限差分算法(FDTD),结合并行计算技术成功地构建了一套天线自动设计软件系统:"天基"天线自动设计系统.运用该天线自动设计软件系统,对一种采用泪滴状偶极振子和平面套筒结构的微带天线进行了超宽带和高端射增益的自动设计.根据设计结果制作了实际天线并进行了测试,测试结果表明该天线具有良好的超宽带性能,S11<-10 dB的频带超过了2.5倍频程(1.3～3.4 GHz),在此工作频带中,天线辐射为端射,最大端射增益达到了9.2 dBi.     

超宽带天线时频域参数及设计方法

超宽带通信系统由于GHz级的瞬时脉冲带宽,天线的设计和用于天线性能比较的参数与传统窄带天线有很大区别.本文评述了天线的时域和频域性能参数,论述了超宽带天线设计的方法,最后给出两种典型应用的UWB天线,讨论了未来超宽带天线研究的技术和发展前景.     

基于串/并联电路超宽带小型化功分网络技术

提出了一种串联式功分器结构设计,将其与并联式功分器相结合,可以实现小型超宽带1:4功分网络.文章给出了两种实现小型超宽带功分网络的拓扑图,并设计了2～10GHz范围的超宽带小型功分器,加工、测试结果,计算与实验结果吻合很好.     

一种新型的超宽带平面单极子天线研究

设计了一种新型的超宽带平面单极子天线。该天线在覆铜介质基板上通过酸蚀制得,介质基板尺寸为30.0 mm×35.0 mm×1.6 mm,材料是相对介电常数为4.4的FR4,该天线通过在辐射元两端底部形成阻抗阶梯形结构和在接地面采用分形技术来达到展宽带宽的目的。利用仿真软件HFSS对天线参数进行仿真和优化。结果表明,该天线频带宽度达到3.0~13.1 GHz(S11≤–10 dB),相对带宽达125%,达到超宽带天线的范围(3.1~10.6 GHz)。该设计天线在工作频段内具有很好的辐射方向性和增益,满足超宽带通信的需求。     

一种新型的具有带阻特性的超宽带天线

设计制作了一种新型的具有带阻特性的超宽带微带天线。采用在六边形辐射贴片上开一对称的U形槽,实现了天线的带阻特性。仿真结果表明,可以方便地通过改变U形槽的宽度来改变阻带的位置和宽度。可实现天线频带宽度(S11≤-10 dB)为3.015 GHz~13.270 GHz,相对带宽达126%,并能精确阻隔WLAN(5.725 GHz~5.85 GHz)频率段,实验结果表明该天线适用于超宽带系统的应用。     

基于SiGe HBT的超宽带低噪声放大器的设计

结合超宽带(UWB)无线通信标准,给出了超宽带低噪声放大器(LNA)的设计思路.依据这个思想,并以高性能硅锗异质结双极型晶体管为核心,设计了一款超宽带低噪声放大器.采用安捷伦的ADS,对设计的放大器进行了仿真验证.结果表明,该放大器在3.1～6 GHz带宽内,S21高于11 dB,且变化不超过3 dB;S11和S22都在-15 dB以下;S12低于-20 dB;放大器的噪声系数在1.3～1.7 dB之间,群延时在整个频带内变化在15 ps左右,且在整个频带内无条件稳定.放大器良好的性能证明了提出的设计思想的正确性.