用于天线阵馈电的新型三等分功分器设计

为了解决传统三等分功分器输出支路跨接隔离电阻实现困难的问题,基于Wilkinson功率分配器设计理论,通过引入二分之一波长微带传输线,提出了一种新型微带三等分功率分配器的设计方法.基于此方法,设计了一款应用于海事卫星通信频段的对称结构三等分功分器.实测结果表明该功分器在整个设计频带内各端口匹配好,各输出支路等分度好、隔离度高.该功分器已成功应用于天线阵馈电网络的设计.     

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。     

S波段GaAs高效率线性内匹配HFET研制

介绍了一种基于GaAs HFET结构的S波段内匹配器件的设计方法。由于大栅宽器件模型难以准确确定,提取了具有相似结构的小栅宽器件模型。在ADS设计环境中,利用Load-Pull算法推算出大栅宽器件的管芯阻抗。器件采用两个栅宽为16mm的管芯进行功率合成。对于匹配电路的设计,首先通过一级LC低通滤波网络进行阻抗变换,将每个管芯的阻抗提升到10Ω左右,再通过Wilkinson功分器将阻抗变换到50Ω。电容和功分器采用瓷片加工,电感则通过金丝实现。研制成功的内匹配功率管,其工作频率为2.2～2.5GHz,输出功率P1dB大于20W,功率增益G1dB大于14dB,功率附加效率大于48%。     

一种谐波抑制特性可配置的新型Wilkinson功率分配器

提出一种在2~2.4GHz频段内工作的新型Wilkinson功率分配器,该种功率分配器主要由耦合线加载传输线和可配置电容构成。完成了该种新型Wilkinson功率分配器的仿真设计和实物加工测试。该新型Wilkinson功率分配器结构紧凑,有利于电路的小型化。同时,根据设计需求,可以通过配置不同容值的电容配置该种功分器的谐波抑制特性。测试结果显示,带内插损在3.6dB左右,带内回波损耗优于-10.5dB,输出端口隔离度优于-17dB,对二次谐波抑制优于20dB,对三次、四次和五次谐波抑制均优于15dB。     

微型LTCC Wilkinson功率分配器的设计＊

本文提出一种基于LTCC技术的高性能微型Wilkinson功率分配器的设计方法。从Wilkinson功分器的奇偶模阻抗理论出发,将功分器设计转化为在偶模下求解阻抗比为2：1的阻抗变换和在奇模下求解阻抗匹配的问题,采用 LC 阻抗变换节取代传统四分之一波长传输线,减小了功分器体积。通过ADS构建原理图并优化,运用HFSS进行拟合,最后通过LTCC工艺加工制造,实测曲线与HFSS仿真曲线吻合较好,在2.7GHz~3.0GHz的带宽内插入损耗小于3.2dB,隔离度大于20 dB,输入端口反射系数小于-20dB,尺寸仅为3.2mm×1.6mm×0.9 mm。     

一款基于GaAs工艺的改进型Wilkinson功率分配器芯片

对传统Wilkinson功率分配器的设计方式进行改进,使用蛇形环绕式结构取代传统的微带线结构,并在功分器隔离电阻处引入了频率补偿电容,基于砷化镓（GaAs）工艺,借助ADS软件设计并制作了一款新型结构的小型化超宽带一分二Wilkinson功率分配器芯片。芯片实物测试结果表明,在通带4～20 GHz内,插入损耗典型值为0.65 dB,端口回波损耗典型值为20 dB,端口隔离度典型值达到25 dB,芯片尺寸仅为1.0 mm×0.9 mm×0.1 mm。该功率分配器的实测结果与仿真结果相吻合,电特性优良,具有较高的实用价值。     

X波段300 W GaN功率器件技术

介绍一种基于国产氮化镓(GaN)外延材料的X波段300 W GaN高效率内匹配器件技术。该技术采用大栅宽芯片的大信号有源模型和封装管壳、键合引线、电容等无源模型,开展X波段300 W内匹配功率器件的设计。采用四胞匹配合成电路,使用L-C网络提升器件阻抗,通过λ/4阻抗变换网络进行阻抗变换和功率合成,实现阻抗50 Ω匹配,功率分配器和匹配电容使用高Q值陶瓷基片实现。仿真实验证明,该器件在9.5~10.5 GHz频率内输出功率大于300 W,功率增益大于9 dB,功率附加效率大于38.9%。同时研究了器件输出功率和功率附加效率随工作电压、脉冲宽度、占空比变化情况。     

基于GaN HEMT的X波段连续波内匹配功率管设计

采用内匹配技术,使用两枚GaN HEMT 晶体管,在X 波段8.0~8.5 GHz 频段内,设计并实现了一种高可靠性、高功率附加效率的功率放大器。基于南京电子器件研究所提供的晶体管及负载牵引数据,并结合“L-C-L”匹配网络以及威尔金森功率分配/ 合成器,对晶体管的输入和输出阻抗进行了相应匹配,使得其端口阻抗均为50 Ω。最终通过两胞合成的方式实现了在目标频段内,栅电压-2.2 V、漏电压24 V,连续波工作状态下,所设计功率放大器输出功率高于20 W、功率增益大于10 dB、功率的附加效率大于49.7%。其中,在8.1~8.4 GHz,该功率放大器功率附加效率超过52%,优于我国现有相近频段内匹配功率放大器的功率附加效率,并通过实验验证了该设计方案的可靠性。     

L波段高效率内匹配GaN HEMT

研究了一种基于国产SiC衬底的L波段GaN高效率内匹配器件。利用在片微波测试和直流测试相结合方法获得器件的小信号模型,外推得到大信号模型,并进行负载牵引方法验证。在此基础上设计两胞匹配电路,采用电感-电容匹配网络,器件阻抗提升到12Ω,利用改进型威尔金森功率分配器和功率合成器将阻抗由12Ω提升到50Ω,功率分配器和匹配电容使用高Q值陶瓷基片加工。研制的内匹配GaN HEMT器件在测试频率为1.20~1.32 GHz时,输出功率大于80 W,功率增益大于16.2 dB,最大功率附加效率达到72.1%。     

Ku波段20W AlGaN/GaN功率管内匹配技术研究

文章的主要目的是研究第三代半导体AlGaN/GaN功率管内匹配问题。以设计Ku波段20WGaN器件为例,研究了内匹配电路的设计、合成以及内匹配电路的测试,实现了GaN功率HEMT在Ku波段20W连续波输出功率的内匹配电路,并使整个电路的输入、输出电路阻抗提升至50Ω。最终所研制的AlGaN/GaNKu波段内匹配功率管在11.8GHz～12.2GHz频带内,输出功率大于20W。在12GHz功率增益大于5dB,功率附加效率29.07%,是目前国内关于GaN功率器件在Ku波段连续波输出的最高报道。     

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...     

A Parallel-Strip Ring Power Divider With High Isolation and Arbitrary Power-Dividing Ratio

In this paper, a new power divider concept, which provides high flexibility of transmission line characteristic impedance and port impedance, is proposed. This power divider is implemented on a parallel-strip line, which is a balanced transmission line. By implementing the advantages and uniqueness of the parallel-strip line, the divider outperforms the conventional divider in terms of isolation bandwidths. A swap structure of the two lines of the parallel-strip line is employed in this design, which is critical for the isolation enhancements. A lumped-circuit model of the parallel-strip swap including all parasitic effects has been analyzed. An equal power divider with center frequency of 2 GHz was designed to demonstrate the idea. The experimental results show that the equal power divider has 96.5% -10-dB impedance bandwidth with more than 25-dB isolation and less than 0.7-dB insertion loss. In order to generalize the concept with an arbitrary power ratio, we also realize unequal power dividers with the same isolation characteristics. The impedance bandwidth of the proposed power divider will increase with the dividing ratio, which is opposite to the conventional Wilkinson power divider. Unequal dividers with dividing ratios of 1 : 2 and 1 : 12 are designed and measured. Additionally, a frequency independent 180 power divider has been realized with less than 2 phase errors.     

C波段160W连续波GaN HEMT内匹配功率器件研制

基于GaN功率器件工艺自主研发的大栅宽GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)管芯,采用内匹配技术和宽带功率合成技术相结合的方法,研制出了一款C波段160 W连续波GaN HEMT内匹配功率器件。通过优化管芯的结构,设计出了满足连续波使用要求的大功率GaN管芯,然后进行了内匹配器件的设计,在设计中首先采用负载牵引法进行了器件参数提取,并以此为基础设计了阻抗变换网络进行阻抗变换和功率合成。研制出了工作频率为4.4~5.0 GHz、工作电压32 V、连续波输出功率大于160 W、功率附加效率大于50%、功率增益大于12 dB的GaN HEMT内匹配功率管,具有广阔的工程应用前景。     

基于非均匀传输微带线设计Wilkinson功分器

在微带线基本理论的基础上,采用非均匀传输微带线研究设计了新型Wilkinson功分器有。运用阻抗匹配、奇偶模分析的方法,对基于非均匀传输微带线的Wilkinson功分器进行理论分析,并通过ADS2008(Advanced Design System 2008)软件的设计、仿真和优化得到了相关数据参数,设计制作了一款3.1~10.6 GHz范围内的非均匀传输微带线Wilkinson功分器,从而成功地实现了小型化、低功耗Wilkinson功分器。     

一种新型大功率同轴Wilkinson功分器的研制

分析了一种新型大功率Wilkinson功分器的设计,在传统Wilkinson功分器的基础上,通过对其结构形式和端口间的匹配性进行改进,研制了一个连续波功率可达到200W,频带在300~400 MHz的大功率高隔离度同轴型宽带功分器。实际测试结果与使用HFSS仿真以及优化设计的相关数据参数比较吻合,满足设计指标要求,且各性能参数优于同类产品。     

Monolithic micro-coaxial power dividers

A three-port, 450 mum tall, monolithic rectangular coaxial power divider is introduced. The device is fabricated by a surface micromachining process with six sequentially deposited copper layers with thicknesses of 50 and 100 mum. The divider has an overall loss of 0.2 dB at 30 GHz, the input port return loss is better than 10 dB and the output amplitude and phase misbalances are plusmn0.35 dB and plusmn2.2deg, respectively, from 20 to 40 GHz. The device is designed in a way that permits straightforward realisation of a Wilkinson divider with integrated resistor.     

WiIkinson功分器改进和研究

随着通信技术的加速发展,传统的Wilkinson功分器已经无法满足多频及宽带的技术需求。基于ADS仿真设计软件,根据传统的功分器原理和结构,设计了一款谐振频率在900MHz附近的标准Wilkinson功分器。考虑到目前的实际需求,对其结构进行了适当调整和改进,从而仿真设计出了频率在900MHz附近的宽带Wilkinson功分器以及谐振频率为900MHz和2．OGHz的双频Wilkinson功分器,并且对其进行了良率分析,最终的仿真结果实现了预期的传输特性。     

小型双频Wilkinson功分器的设计与制作

为了简化双频Wilkinson功分器的总体结构,并减小功分器的整体尺寸,在对奇模-偶模理论深入研究的基础上,利用传输线的双频阻抗变换特性,并在输入端口并联开路微带线,设计出了一个尺寸小,工作在900和2 450 MHz两个RFID频段的功分器。对功分器进行ADS仿真与实际测试,测试结果显示:当其在两个中心频率点时,传输损耗分别为3.20和3.23 dB,隔离度小于-28 dB,各个端口的回波损耗小于-30 dB,测试与仿真结果吻合良好。同时,该实测结果也显示出了功分器在两个RFID频率上具有良好的性能指标,验证了设计方案是可行的,也保证了能够很好地应用于双频RFID系统中。     

基于薄膜电路工艺的毫米波功分器设计

为实现毫米波多级固态功放小型化设计,根据传统Wilkinson功分器的设计原理,以新型材料以及薄膜电路加工工艺为基础,在HFSS中仿真设计了一款集成薄膜电阻的Ka波段Wilkinson功分器,其在10 GHz带宽内具有插损低,驻波小和隔离度高等特点,且尺寸小,结构简单,易于生产,适合于芯片功率合成或其他毫米波电路小型化设计应用。