基于0.13μm CMOS技术的超宽带低噪放大器设计

针对信号频段为3.1～10.6GHz的超宽带系统射频前端,提出一种基于0.13μm CMOS技术的低噪声放大器设计与实现.该放大器采用两级结构,通过第一级单端型电阻反馈和第二级单端转差分型电压缓冲器的级联设计,在获得足够的信号功率增益的同时,能够实现超宽带范围内的输入匹配.整体电路仿真结果表明:在3.1～10.6GHz的工作频段,电压增益为23.2dB,输入回波损耗小于-13dB.在6GHz时噪声系数最小值为2.4dB,最大值为2.7dB,输入三阶交调截取点(IIP3)为-11.9dBm.在1.2V电源电压下,该低噪声放大器功耗为12.2mW,芯片面积为0.32mm2.     

基于ADS的2GHz低噪声放大器设计

该文根据对晶体管结构和低噪声放大器原理的分析,利用ADS软件设计了一个低噪声放大器。通过采用HBT晶体管,设计偏置电路、负反馈电路和输入输出匹配电路,实现在2GHz频率下,低噪声放大器绝对稳定,增益大于13dB,噪声系数低于1．0dB,输出驻波比小于1．3,输入驻波比小于2．5。     

适用于802.11a的低噪声放大器设计

为实现802.11a接收单元,设计一款适用于802.11a协议具有镜像抑制功能的低噪声放大器(LNA).电路采用源简并结构,对有源陷波滤波器加以优化,可极大地减小了滤波网络的功耗和芯片面积,提高镜像抑制比,替代传统超外差接收机片外实现滤波器方式.电路采用Jazz 0.18μm SiGe BiCMOS进行工艺仿真,结果表明:在5.15~5.35GHz的工作频段和3.5~3.7GHz镜像频段下,电路可以实现18.52dB的功率增益,小于-13dB的反射系数,3.1~3.4dB的噪声系数和33.75dB的镜频抑制比;5.2GHz频率下的输入3阶交调点为-9.58dBm,电源电压为1.8V,总功耗为13mW,有源滤波器功耗仅为0.57mW.     

CMOS 3～5GHz超宽带低噪声放大器的设计

设计了一个应用于超宽带(UWB)系统的3~5 GHz超宽带低噪声放大器.电路由二阶切比雪夫滤波器,电阻并联反馈,两级共源共栅结构,源级跟随器组成.低噪声放大器采用0.18 mCMOS工艺进行设计,利用ADS 2006 A进行仿真.结果表明,低噪声放大器在3~5 GHz带宽范围内噪声系数(NF)小于2dB,功率增益在23.9~24.8 dB之间,输入端口反射系数小于-10dB,输出端口反射系数小于-15dB,IIP3为-11dBm在1.8 V的电源电压下,核心电路功耗为10 mW.     

400MHz～2.4GHz宽带低噪声放大器设计

采用0.15μm砷化镓赝配高电子迁移率晶体管工艺,设计一款频率400 MHz~2.4GHz宽带低噪声放大器。采用两级级联结构,将前级放大器的输入阻抗匹配到最佳噪声阻抗得到最小噪声;后级放大器采用负反馈结构得到较宽的工作频带;级间引入失配补偿方法,即在晶体管增益滚降处引入高频增益,使得放大器工作频带拓宽,提高带内平坦度。仿真结果表明,该低噪声放大器工作频率为400 MHz~2.4GHz,频带内噪声系数为1dB,增益为34dB,增益平坦度为3.1dB,回波损耗优于-10dB,满足了低噪声、超宽带和高平坦度的要求。     

微波宽带甲类功率放大器的设计与EDA仿真

描述了EDA条件下6GHz～18GHz的中功率宽带微波放大器的设计方法，并根据小信号S参数拟合出在特定工作条件下的小信号模型参数，然后利用微波电路EDA软件Serenade对其进行了线性仿真和优化，给出了其在通带内增益、平坦度、输入输出驻波系数等性能指标。     

20~26 GHz硅基氮化镓可变增益低噪声放大器

基于100 nm硅基氮化镓(GaN)工艺,本文设计并实现了一款工作频段为20～26 GHz且增益平坦的可变增益低噪声放大器(VGLNA).该放大器采用三级共源级级联来实现高增益,并通过调节第二、第三级的栅极偏置实现增益控制.测试结果表明,该放大器在工作频段内实现了超过20 dB的增益可变范围和±1.5 dB的增益平坦度,在增益可变范围内功耗为126 mW至413 mW.在最大增益状态下,该放大器在整个频段内可实现大于20 dB的小信号增益且噪声系数(NF)为2.95 dB至3.5 dB,平均输出1dB压缩点(OP1dB)约为14.5 dBm.该芯片的面积为2 mm~2.     

40Gb/s光通信系统驱动放大器设计

针对40Gb/s光通信系统对高速芯片的需求,设计出一种微波单片宽带驱动放大器。该放大器基于0.15μm砷化镓赝配高电子迁移率晶体管工艺,可用于驱动铌酸锂调制器。放大器的宽带实现方案选择分布式拓扑结构,增益单元选择带有耦合电容的共源共栅结构。利用ADS仿真软件进行设计仿真,结果显示,所设计的放大器在DC-35GHz的工作带宽内增益响应平坦,电压增益大于10dB,增益平坦度为±0.5dB,具驻波特性良好,其输入、输出反射系数在频带内的典型值均小于-10dB;在1dB压缩点的输出功率为20dBm,故设计方案可行。     

一种平坦高增益的宽带低噪声放大器设计

针对宽带低噪声放大器带宽内增益波动性大的问题,设计一种平坦高增益的宽带低噪声放大器。采用两级放大器级联形式,在第一级放大电路中引入负反馈电路,设计ATF-54143的偏置电路并分析其稳定性。在两级放大电路之间添加增益补偿网络,改善宽带低噪声放大器的阻抗匹配和增益平坦度。仿真结果表明,在0.9~2.5GHz频率范围内,该宽带低噪声放大器的增益为(30.0±0.3)dB,噪声系数小于1.5dB,输入、输出反射系数均小于-10dB,达到设计要求。在误差允许范围内,实物测试结果与仿真结果相符合。     

两段级联掺铒光纤放大器的放大特性

采用Ciles速率方程模型，建立了980nm泵浦带光隔离器的两段级联掺铒光纤放大器的传输方程，通过数值模拟计算，分析了增益、噪声系数、输出信号功率与泵浦功率、输入信号功率等参数之间的关系，结果表明小信号增益比普通单段型光纤放大器提高了3dB以上，噪声系数降低了1．0dB以上，高增益(45dB)和接近量子权限噪声系数(3．2dB)可同时达到．     

Design of a 2.5～14.5GHz distributed power amplifier

The operation principle of distributed amplifiers and the impedance characteristic of artificial transmission lines (ATLs) are analyzed, and a distributed power amplifier consisting of three gain cells is designed and fabricated by 0.18μm complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology. The peaking inductor is used to enhance the gain and the reverse isolation of the amplifier in high frequency. The termination loads of ATLs are increased and the values of on-chip inductors are optimized to provide good impedance matching, while improving the output power and efficiency. Measured results show that the amplifier has a 3dB bandwidth of 12GHz (2.5～14.5GHz) and provides an average forward gain of 9.8dB from 3 to 14GHz with a gain flatness of ±1dB. In the desired band, the output power at 1dB gain compression point (P_1dB) is from 4.3 to 10.3dBm while the power added efficiency (PAE) is from 1.7％ to 6.9％.     

一种宽带多路功率合成器设计

功率合成电路在固态发射机中得到了广泛应用。该文给出了一种宽频带多路功率合成器的结构,采用微带形式进行径向功率合成电路设计,具有宽带、合成路数灵活、结构实现简单的优点。合成器通过3节四分之一波长阻抗变换器构成的微带电路实现宽带匹配,以5路宽带功率合成器为例进行了仿真优化和设计以及实物验证,合成器在工作频段1—3GHz内插损小于0．5dB,测试结果与仿真结果吻合,表明了这种设计方法的可行性。     

基于GaAs电感模型的微波功率放大器

基于0.15μm砷化镓(GaAs)工艺建立一种电感模型,并用高频结构模拟器(High Frequency Structure Simulator,HFSS)仿真验证,并在此基础上设计一种微波功率放大器,并用高级系统设计软件(Advanced Design System,ADS)进行仿真。仿真结果显示在8¹2GHz频率范围内,饱和输出功率大于21.9dBm,1dB压缩点输出功率大于20dBm,功率增益大于26dB,功率附加效率大于34%,稳定系数大于1。     

小型化射频功率分配器

提出一种用等效电路代替λ/4传输线的小型化射频功率分配器设计方法.采用介电常数为5.9的Ferro A6多层低温共烧陶瓷基板设计了一款中心频率为1.616 GHz、带宽为200 MHz的3 dB功率分配器.测试结果表明,其性能可与威尔金森功率分配器相比拟,而整体体积仅为3.2 mm×1.6 mm×0.9 mm,小于威尔金森功率分配器尺寸的1/10.     

S波段宽带微波固态功率放大器的设计

微波功率放大器是发射机的重要组件,它的设计成了微波发射系统的关键.文中使用ADS仿真软件对一款功率放大器进行电路设计和仿真,根据晶体管的小信号S参数和I-V曲线,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设计,使其性能达到设计要求.在2～2.5GHz的频段内,对输入功率为0dBm射频信号,使用功放模块可以输出40dBm的射频信号,带内波动≤±1.5dB.     

Q波段宽带四倍频放大组件研究

Q波段(33~50 GHz)比Ka波段(26.5~40 GHz)频率更高,对这一波段国内研究较少。该文设计了一种Q波段宽带四倍频放大组件,该组件包含两级二倍频器、两级之间的带通滤波器和一级毫米波功率放大器,最后通过微带到波导过渡输出。设计宽带带通滤波器的目的是为了抑制基波和三次谐波。测试结果表明,在33~50 GHz的输出频率范围内,输出功率大于10.5 dB,谐波抑制大于31.6 dBc。该倍频放大组件具有输出频带宽、体积小、输出功率高以及谐波抑制度高的特点。     

带有方形切角和正交槽线的带通滤波器设计

设计了一种带有两个方形切角和相互正交槽线的平面双模带通滤波器,并进行了仿真研究和分析.该滤波器在中心频率2.04 GHz处,最小插入损耗达到0.09 dB,通带内在2.01～2.14 GHz之间回波损耗大于10 dB,在2.00～2.14 CHz之间插入损耗小于1 dB,3 dB相对带宽为9.31%.通带两侧在1.82...     

52 GHz平衡式二倍频器设计

为获得高频信号源,采用0.13 μm 的锗硅双极结型晶体管和互补金属氧化物半导体工艺设计并实现了一种高效率和高基频抑制的52 GHz平衡式二倍频器。二倍频器采用了差分共射-共基结构,且在输入端采用了一个单端转差分的巴伦,并利用二次谐波反射器减小反馈到输入的二次谐波对输出信号的影响,有效地提高了二次谐波输出功率。探针台测试结果表明,巴伦在2026.5 GHz范围内的插入损耗约为1 dB,且当二倍频器输入26 GHz信号,功率为0.5 dBm时,输出的52 GHz信号功率达到2.3 dBm,相应的基频抑制达到34 dBc,直流功耗约为21.8 mW,相应的功率附加效率为2.5%。这种二倍频器在达到高输出功率和高基波抑制的同时保持了较低的功耗。     

W-band 3.4 W/mm GaN power amplifier MMIC

A high power density monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier is presented for W band application. The chip is fabricated using the 100 nm GaN high electron mobility transistor (HEMT) technology on a 50 μm SiC substrate. The amplifier is designed for a high gain and high output power with three stage topology and low-loss impedance matching networks designed with high and low characteristic impedance micro-strips and metal-insulator-metal (MIM) capacitors. And quarter-wave micro-strips are employed for the DC bias networks, while the power amplifier is also fully integrated with bias networks on the wafer.Measurement results show that, at the drain bias of 15 V, the amplifier MMIC achieves a typical small signal gain of 20 dB within the frequency range of 88~98 GHz. Moreover, the saturated output power is more than 250 mW at the continuous-wave mode. At 98 GHz, a peak output power of 405 mW has been achieved with an associated power gain of 13 dB and a power-added-efficiency of 14.4%. Thus, this GaN MMIC delivers a corresponding peak power density of 3.4 W/mm at the W band.     

一种Si CMOS的Ka波段毫米波功率放大器

为了满足毫米波雷达或通信系统对更高发射功率的需求,基于65 nm Bulk Si CMOS工艺制程设计了一款Ka频段功率放大器.该功率放大器工作于30～32 GHz,采用了共源共栅差分对结构的两级放大单元,使用中和电容增强电路的稳定性,并以变压器为基础设计实现了片上无源阻抗匹配网络.经过测试,该功率放大器在工作频段内的...