拉曼光纤放大器的增益平坦化综述

在整个工作波段内具有较好的增益平坦度是对应用于波分复用光纤通信系统中的拉曼光纤放大器的一个基本要求。文章在分析RFA原理基础上,针对目前RFA的研究现状,分析了实现其增益平坦的几种方法,总结了国内外对RFA增益平坦化的研究,最后对其发展进行了展望。     

一种高线性度宽带可编程增益放大器设计

基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计一款应用于软件无线电射频收发系统的高线性度宽带可编程增益放大器。采用闭环负反馈结构,通过差分运算放大器电路以及选通无源电阻电容网络实现增益dB线性可调,添加负电容电路扩展带宽,满足高线性度要求。同时,添加具有四阶巴特沃斯滤波器的直流漂移抑制电路抑制直流偏移。仿真结果表明,该可编程增益放大器在1.8V电源电压下,工作电流为7mA,增益动态范围为-11~20dB,步长为1dB,工作带宽为0~100MHz,输出1dB压缩点为14.8dBm,噪声系数为23dB。能够满足软件无线电射频收发系统的指标需求。     

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。     

宽带平坦增益混合型光纤放大器的设计

针对密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信研究中的关键课题,提出了基于掺铒光纤放大器和分布式拉曼光纤放大器的混合结构光纤放大器,并进行了结构参数的优化设计。仿真结果表明,用所设计的混合结构光纤放大器获得了覆盖C+L光通信窗口1 530~1 630 nm信号的平坦增益和低噪声,在密集波分复用光通信系统中有重要应用价值。     

宽带平坦增益混合型光纤放大器的设计

针对密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信研究中的关键课题,提出了基于掺铒光纤放大器和分布式拉曼光纤放大器的混合结构光纤放大器,并进行了结构参数的优化设计。仿真结果表明,用所设计的混合结构光纤放大器获得了覆盖C+L光通信窗口1 530~1 630 nm信号的平坦增益和低噪声,在密集波分复用光通信系统中有重要应用价值。     

宽带高增益E型天线设计

该文介绍了一种宽带高增益的E型天线,该天线以空气为介质,通过采用L型探针耦合馈电,贴片与接地板之间可以用塑料杆或泡沫块支撑。馈线通过激励一金属片后,形成L型探针,实现容性耦合,达到激励天线的目的。该天线结构简单。天线在驻波比小于2时,相对带宽达到了41%,可适用于数字通信系统、IMT-2000、无线局域网等无线应用系统,最大增益可达7.52dBi。     

宽带高增益环形圆极化微带天线

为了展宽环形切缝微带天线的轴比带宽,设计了两款新型具有宽频带特性的单馈环形圆极化微带天线。通过在环形辐射贴片上开横向槽扰动贴片上的表面电流分布,激励两个幅度相等、相位相差90°的工作模式,实现圆极化波辐射。实验结果表明,圆形环和方形环圆极化天线的工作频段分别在3.74 ~ 3.98 GHz (轴比带宽约为6.2%)和3.80 ~ 4.04 GHz (轴比带宽约为6.1%)频段具有良好的圆极化特性,其轴比小于3 dB,且电压驻波比小于2。另外,在工作频段内,两款天线测试的峰值增益均大于10.0 dB。     

基于AD603数控高增益宽带放大器的设计

提出了一种采用数控方式的高增益、宽带宽放大器。采用多个放大器直接耦合级联的方式,有效改善了放大器的低频特性,提高了放大增益范围;数控增益自动稳定技术,有效带宽内提高了增益稳定性;多个放大器增益统一控制电压,降低了增益控制难度,使控制电压与放大增益成线性关系,有利于数控调节增益变化;AVR单片机作为数控单元,键盘输入预置、调节增益,液晶显示,使放大器的操作简单快捷;数控联动开关技术,设计了两级或三级放大的切换功能,使放大器的应用更加灵活。     

宽带增益平坦掺铒光纤放大器实验研究

采用串联结构进行了C+L宽带EDFA的实验,并利用环形镜作滤波器进行了增益平坦滤 波,获得了从1530nm到1600nm的70nm带宽范围内的平坦输出,增益变化不超过±1dB。     

具有级联增益光纤的增益平坦喇曼光纤放大器

宽带业务的增长和DWDM技术的发展,迫切需要更宽增益的全光放大器。本文提出了一种新的宽带FRA增益平坦化的补偿理论和设计方法。通过构造增益补偿光纤实现FRA增益平坦化,给出了补偿光纤增益系数曲线的轮廓及计算方法。并以掺锗光纤为例仿真设计了增益平坦光纤放大器,为FRA增益平坦化提供了一种新的技术途径。     

Ku波段宽频带高增益微带天线阵设计

微带天线的窄频特性是限制它广泛应用的原因之一.为增大微带天线的阻抗带宽,综合运用了缝隙耦合的馈电方式、双层贴片结构,在叠层贴片间引入空气层等技术,设计了一种适用于Ku波段的宽频带天线单元,并由该单元组成了十六元微带天线阵以获得高增益阵列,最后制作了实验模型.测量结果表明与仿真结果一致.     

带共模反馈的CMOS套筒式高增益运算放大器

提出了一种单电源5V供电的带共模反馈的两级套筒式运算放大器结构.该套筒式运算放大器的输入共模反馈结构使输出共模电平维持在2.5 V左右,增益可达到110dB以上,相位裕度为50°,单位增益带宽为60.83 MHz.     

全差分结构低功耗CMOS运算放大器设计

为了减小低电源电压以及短沟道效应对放大器的影响,获得低电压高增益的放大器,提出了一种基于65 nm CMOS工艺技术的全差分运算跨导放大器(OTA).采用基于增益增强技术的折叠共源共栅拓扑结构,使放大器具有轨到轨输入及大输出摆幅特性,同时兼备高速、高增益及低功耗优点.电路仿真结果表明,其直流增益为82 d B,增益带宽为477 MHz,相位裕度为59°.正常工艺角下稳定时间为10 ns,稳定精度为0.05%,而功耗仅为4.8 m W.     

基于免疫遗传算法的卫星天线结构设计

将实数编码和二进制编码有机结合,形成一种新的混合编码方法,使卫星天线结构与染色体一一对应,简化了天线结构描述以及交叉、变异等遗传操作.以天线性能需求为抗原,以设计过程中天线结构的中间结果为抗体,通过遗传操作优化天线抗体种群,同时引入亲和力、浓度、记忆库等免疫因子,实现了浓度调节机制和抗体记忆功能,保持了天线种群多样性,避免了天线个体的重复计算,使天线抗体种群快速收敛,最终得到符合性能需求的卫星天线结构.通过ST5卫星天线的仿真实例验证了该天线结构设计方法.结果表明,相比传统遗传算法,免疫遗传算法的时间开销减少20%～30%,同时稳定性提高,体现了该设计方法的可行性和高效性.     

L波段F类高效率载片式功率放大器设计

为解决传统F类功率放大器受晶体管输出电容和输出电感影响,导致调谐匹配网络结构复杂的问题,提出了一种紧凑型的输出调谐匹配电路结构。通过分析基波匹配电路的阻抗特性,在谐波频率处可将其等效为一段有限的到地电抗。在设计谐波匹配电路时,将该电抗元件与谐波匹配电路进行协同设计,避免引入多余的元件来消除基波匹配网络对谐波匹配网络的影响,减小了功放的整体面积。最后,仅引入一个LC串联谐振网络,实现对输出二次\\三次谐波的控制以提高输出效率。基于该电路结构,采用0.25 μm GaN HEMT管芯设计了一款L波段高效率功率放大器,并且使用内匹配技术在7 mm×8 mm铜-钼-铜载片上实现。实测结果表明,在漏源电压28 V、10%占空比的脉冲输入的工作条件下,该功率放大器在1.18~1.42 GHz频带内实现饱和输出功率48.1~48.4 dBm,功率附加效率61%~63%,功率增益大于26 dB。该结构在提高效率的同时,降低了电路复杂度。     

Design of high performance multilayer microwave absorbers using fast Pareto genetic algorithm

The application of the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) in designing microwave absorbers is described in this paper. To obtain high performance coatings, we put forward three cost functions, which represent three objectives of strong-absorption, broad-bandwidth and thin structure, and study the tradeoffs between each other. Numerical calculations on available materials in 2–18 GHz are implemented to construct the Pareto front and Pareto-optimal surface for two and three objectives respectively. Results indicate that the NSGA-II can work more efficiently and effectively than traditional Pareto genetic algorithms. Additionally, we present several particular designs from the above Pareto front (surface) for potential applications in different frequency bands. For example, a four-layer absorber with thickness of 2.8071 mm is obtained to provide average reflection coefficient of −11.95 dB and average reflection bandwidth of 0.5780 in 2–18 GHz, considering arbitrary incident angles (0°–89°) and both TE and TM polarizations. Supported by Fund for Basic Research from National Scientifical and Industrial Technology Committee (Grant No. BZJ050504)     

一款低电压高精度CMOS运算放大器设计

设计了一种采用0.6um CMOS工艺的低电压高精度的运算放大器电路。在设计中输入级采用两对跨导器件rail-to-rail的电路结构,从而实现输入级的跨导在整个共模输入范围内保持恒定。输出级采用AB类rail-to-rail推挽结构,达到高驱动能力和低谐波失真的目的。此运放可提供1.5V电压降,采用适当的输出负载,闭环电压增益,单位增益带宽和相位裕度分别达到了80dB,832kHz和64°。