11.25°毫米波数字移相器的设计

设计了一种Ka波段11.25°数字移相器。采用一前一后加载支线的方式,在Ka波段内研制出11.25°数字移相器。该移相器在30～31GHz工作频带内,驻波比小于1.65,插入损耗小于3dB,固定相移11.25°,相位精度达到±3°。     

X波段GaAs单片五位数字移相器

设计并制作了X波段五位GaAs MMIC(微波单片集成电路)数字移相器,采用MESFET作为开关元件,五个移相位线性级联布置。在9～10GHz的频率范围内,用HP-8510网络分析仪测试得到的微波性能表明:移相器的插入损耗为(7.2±1)dB,RMS(均方根)相位误差小于5°,回波损耗优于-13dB。     

一种基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺的Ka波段宽带有源移相器

采用0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种工作在32~38 GHz的Ka波段有源移相器,采用矢量合成的方法实现移相功能。该移相器电路包括输入无源巴伦、多相滤波网络、矢量合成单元、射随器和输出有源巴伦。后仿结果表明,输入输出反射系数均小于-9.5 dB,反向隔离度小于-80 dB,插入损耗优于-6.5 dB。在-55 ℃~125 ℃宽温范围内相对相移最大误差小于2.2°,全频带RMS移相误差小于1.5°,RMS增益误差小于0.35 dB。总功耗为18.2 mW,芯片核心面积为0.21 mm²。     

X波段4bit MMIC数字移相器的设计与实现

基于WIN 0.25 μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并制备了一款X波段4 bit单片微波集成电路(MMIC)数字移相器.22.5°和45°移相单元采用开关滤波型拓扑结构,90°和180°移相单元采用高低通滤波型拓扑结构.对拓扑结构工作原理进行分析,并采用ADS2014软件完成电路的电磁仿真及优化.测试结果表明,该4 bit MMIC数字移相器获得了优良的宽带性能,且与仿真结果吻合良好.在8～ 13 GHz频带内,移相器的均方根(RMS)相位精度误差小于6.5°,插入损耗优于-6.8 dB,RMS插入损耗波动低于0.5 dB,输入回波损耗优于-13 dB,输出回波损耗优于-9.5 dB.该4 bit MMIC数字移相器在相对带宽为47％的X频段内性能优良,适用于有源相控阵雷达等通信系统中.     

Ka波段开关线型MEMS移相器的设计与研究

面向现代通信及相控阵雷达领域的需求,设计了一种移相间隔为22.5°的Ka波段4位开关线型射频MEMS移相器。主要对实现移相功能的四个移相单元进行了设计,采用台阶补偿技术优化移相单元上下通路分工选通,以提供最佳的阻抗匹配;采用直角转角结构,设计了可提高CPW直角性能的延迟线,并对应用该延迟线的4位开关线型移相器进行了总体设计。用HFSS进行建模仿真,结果表明,在0~40 GHz工作频段内,16个状态的插入损耗均小于2.15 dB,回波损耗均大于19.18 dB,驻波比均小于1.25,在40 GHz频点处的相移误差在1.57°以内,整体尺寸为10 mm²。     

15～17GHz高精度单片数控移相器的研制

采用南京电子器件研究所4英吋0.25μmGa AsPHEMT工艺技术,设计、制作Ku波段Ga AsMMIC六位数控移相器芯片,芯片尺寸为3mm×1.1mm×0.1mm。在15～17GHz设计频带内,该移相器具有优良的电性能,插入损耗小于9dB,移相精度(RMS)小于1°,输入输出电压驻波比小于1.4。     

360°模拟移相器平衡插入损耗和拓宽频带的研究

本文论证了用电阻补偿法平衡360°模拟移相器插入损耗波动的正确性,并推导出确定移相器频带宽度的目标函数,籍CAD给出移相器在最大带宽条件下的有关设计参量,通过直观曲线为选择变容二极管作理论依据。采用微波集成电路工艺制作的模拟移相器在1．3～2．1GHz范围内可获得360°连续可变相移,最大调相电压18V,中心频率线性度优于±2．5％,插入损耗波动小于3dB。     

Ka 波段反射式模拟移相器设计

相比于数字移相器,模拟移相器具有可以进行连续相位调制的优势。文中设计了一种工作于Ka 波段的反射式模拟电调移相器,该电路利用变容二极管与四分之一波长微带线组成的仔型支路和阻抗变换定向耦合器拓展了移相范围,并利用补偿电阻平衡了插入损耗波动。测试结果表明:在29 GHz ~31 GHz 频段,该移相器可以获得180毅左右的相移量,在中心频率30 GHz 处,插入损耗波动小于0. 4 dB,且线性度优于±2% 。     

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。     

基于加载线型的平面太赫兹移相器设计

移相器是相控阵系统中的重要组成器件,随着频率的增加,金属的趋肤深度及波导表面粗糙度对器件的影响不可忽略,会使移相器的损耗增加。对此,提出一种基于加载线型的平面太赫兹移相器。将2个枝节并联在微带线上,在并联枝节上加载开关二极管,调节两段枝节的电长度得到所需的移相量;控制开关的导通和断开,实现不同的移相角度。仿真结果表明,在192~210 GHz频带范围内,导通和断开的反射系数都小于-10 dB,插入损耗小于0.5 dB,移相误差小于5°,其中在5 GHz带宽范围内,移相误差小于1°。提出的平面型移相器,加工容易,成本低,便于系统集成化,在太赫兹相控阵系统中具有广泛的应用前景。     

一种6~18 GHz宽带高精度有源移相器

设计了一种6 bit 6~18 GHz工作频段的宽带高精度有源移相器。片上集成了输入无源巴伦、逻辑编码器、RC多相滤波器、矢量合成单元、数控单元等。该移相器的设计采用55 nm CMOS工艺实现,芯片尺寸为1.29 mm×0.9 mm,移相器核心尺寸为1.02 mm×0.58 mm。后仿结果表明,在6~18 GHz频率范围内,增益误差RMS值小于1 dB,相位误差RMS值小于0.75°,输入回波损耗、输出回波损耗分别小于-8.5 dB、-8.9 dB,芯片总功耗为20.7 mW。该6 bit移相器的相对带宽为100%,覆盖C、X和Ku波段,适用于雷达探测等领域。     

宽频带L波段360°模拟信号移相器的设计

该文介绍了宽频带360°模拟移相器的设计理论。针对移相器的线性调相、平衡插入损耗波动、宽频带等进行了详细的探讨,且推导出确定移相器频带宽度的目标函数。用CAD方法迅速而准确地优化各网络设计参量。采用微波集成电路工艺制作的L波段模拟移相器在1.3～2.1GHz范围内可获得360°连续可变相移,最大调相电压18V,中心频率线性度优于±2.5％,插入损耗波动小于3dB。综合性能均优于国内报道的移相器。     

一种新颖的多倍频程180°GaAs MMIC数字移相器

数字移相器在许多电子系统和电子设备中得到广泛应用 ,南京电子器件研究所最近研究出一种新颖的多倍频程 1 80°Ga As MMIC数字移相器 ,初步获得了优异性能。这种数字移相器采用了新颖的宽带移相电路拓扑 ,运用了独到的 CAD优化技巧和独特的 Ga As MMIC工艺制造技术 ,并借助于南京电子器件研究所 76 mm Ga As MMIC工艺线电路模型参数提取系统和计算机电路模型参数拟合技术 ,设计制造了 1 80°Ga As MMIC数字移相器 ,在微波探针测试系统中 ,测得其主要电性能为 :在 4～ 2 0 GHz频率范围内 ,相移精度≤ 1 80± 5°;两态插入损耗…     

基于加载线型Ka频段的五位数字移相器

数字移相器广泛应用于相控阵雷达中,本文采用一前一后加载支线的方法设计了 11.25°,22.5°和45°移相单元,以3 dB支线耦合器的形式设计90°和180°移相单元,在Ka频段研制出五位数字移相器。该移相器在30 GHz~31 GHz工作频带内,各移相单元实测相移误差最大为6.5°,最小为0.2°;插入损耗最大为11.8 dB,最小为8.6 dB;输入驻波比小于2,整个电路尺寸为110 mm×55 mm×25 mm。     

S波段6位高性能数字移相器

采用0.25μm砷化镓（GaAs）赝配高电子迁移率晶体管（PHEMT）工艺,设计了一款2.3～3.8 GHz频段的低插入损耗、高精度、小尺寸且集成数字驱动器的6位数字移相器。移相器中的6个移相单元按45°/90°/5.625°/11.25°/180°/22.5°的顺序级联。为了改善移相精度和抑制级联散射,进一步优化了移相单元的电路设计。在2.3～3.8 GHz频率范围内,数字移相器的相位均方根误差最大值为4°,输入输出电压驻波比小于1.4,插入损耗小于4 d B,各状态的幅度波动小于0.8 d B,芯片尺寸为2.44 mm×1.52 mm。     

数字/模拟兼容的超宽带90°、45°、22.5°、11.25°单片移相器

数字和模拟移相器在许多电子系统和电子设备中得到广泛应用 ,南京电子器件研究所最近研究出新颖的超宽带 90°、45°、2 2 .5°、1 1 .2 5°四种单片数字和模拟兼容的移相器 ,初步获得了优异电性能。设计制造的几种 Ga As MMIC数字和模拟兼容的移相器 ,在微波探针测试系统中 ,6～ 2 0GHz频率范围内 ,测得其电性能分别为 :相移精度在 90°位和 45°位≤± 5°;在 2 2 .5°位和 1 1 .2 5°位≤± 2 .5°。两态插入损耗差≤± 0 .6 d B;输入 /输出驻波≤ 1 .5 ;插入损耗≤ 3.6± 0 .6 d B。这四种移相器 ,当其开关 Ga As MESFET的控制…     

一种基于相移补偿技术的Ka波段四通道幅相控制芯片

提出了一种基于衰减器附加相位补偿技术的Ka波段四通道幅相控制芯片,采用有源矢量合成移相器和无源衰减器进行高精度幅相控制,每个通道由功率放大器、有源移相器、无源衰减器、功分器等单元构成。提出了一种新颖的基于可调谐补偿电容阵列的相移补偿技术,实现了较低的衰减附加相移。测试结果表明,通道增益大于24 dB,带内增益平坦度小于2 dB,输出1 dB压缩点大于10 dBm,发射效率大于12%@P_1dB,6位RMS移相精度小于2°,5位RMS衰减精度小于1 dB,衰减相位误差小于4°。     

一种5~20 GHz超宽带移相器

基于SMIC 40 nm CMOS工艺设计了一款工作频率覆盖5 ~20 GHz的超宽带6位移相器。该移相器采用矢量合成结构,核心电路包括输入巴伦、正交信号发生器、矢量合成器和数模转换电路。正交信号发生器采用三级多相滤波结构,拓展了带宽。采用低误差和电流阵列控制结构的矢量合成器,实现了高的移相精度。后仿真结果表明,该移相器输入和输出回波损耗分别小于8.85 dB和10.12 dB,RMS相位误差小于1.52°,RMS增益误差小于0.17 dB。在2.5 V电源电压下功耗为43.50 mW。芯片面积为1.06 mm×0.80 mm。     

一种E 面波导枝节加载型移相器

文中介绍了一种E 面波导枝节加载型移相器的设计和制造。该移相器为F 波段45°固定移相器,主 通道采用三阶E 面短路波导枝节加载结构。为了方便测试和未来应用,研制了F 波段E 面波导90°相移电桥功分 器,一路为参考通道,另一路加载45°移相器的移相主通道。对功分器的两通路进行了对比测试,测试结果表明两通 道在100~110 GHz 频段内,相位差45°±2°,差损值低于0. 4 dB。     

Ka 波段 CMOS 有源矢量合成移相器

本文基于 65 nm 硅基互补金属氧化物半导体工艺设计了一款 Ka 波段有源矢量合成移相器。 该电路由正交耦合器、单端转差分信号的巴伦、可变增益放大器、信号合成网络组成。 基于集总 LC 等效模型的正交发生器能够实现紧凑尺寸并获得高精度正交信号;可变增益放大器采用数字控制的共源共栅架构,能够实现精准的幅度调节,并提高输入输出之间的隔离度。 实测结果表明,该移相器可在 25 GHz ~ 32 GHz 频带范围内实现 360°移相,相位步进 5. 625°,均方根(RMS)相位误差小于 3°,寄生调幅 RMS 小于 1 dB,电路面积为 800 μm×400 μm,功耗 11 mW。