基于Q-MMIC技术的W波段低成本PIN管开关

采用低成本方法设计了一款W波段单刀单掷开关。通过在单独加工的石英基片无源电路上安装倒装PIN管,获得了一款W波段准毫米波单片（Q-MMIC）开关。为了获得低损耗、高隔离度性能,开关设计中采用了3-D PIN管模型和电路补偿结构。测试结果表明开关在88GHz时插入损耗最小,最小值为0.5dB;在80-101 GHz频率范围内,开关导通时的插入损耗小于2 dB;在84-104 GHz频率范围内,开关隔离度大于30 dB。整个开关电路尺寸为1.5 mm× 3.0 mm。     

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。     

W波段单刀双掷开关

实现了一种采用微波开关（PIN）二极管设计的低插损、高隔离度的 W波段单刀双掷开关（SPDT）。电路采用了改进的 Y 型结和梳状线高通滤波器形式的鳍线结构,有效提高了端口隔离度,降低了插入损耗。仿真结果显示,导通端口在88 GHz～99 GHz内的插入损耗小于0.7 dB,断开端口隔离度大于58 dB。测试结果显示,在频段90 GHz～95 GHz内,输入端口与输出端口1之间的插入损耗低于3.7 dB、隔离度高于33 dB;输入端口与输出端口2之间的隔离度高于33 dB、插入损耗低于3.8 dB。     

隔离度大于95dB的Ku波段微带型开关

研究了具备高隔离度性能的Ku波段基于PIN二极管的微带型开关电路,通过采用含有多个子单元电路的拓扑结构以及合理优化子单元电路参数,解决了微带型开关在微波频段难以实现高隔离度的难题.所研制的开关电路在15.75～16.25GHz频段范围内.隔离度大于95dB,插入损耗小于4dB,输入端S11均小于-12dB,输出端S22均小于-20dB,电路体积仪为34mmX 11mm×5mm.     

Q波段双通道幅度控制多功能芯片

设计了一款Q波段的双通道多功能单片电路,其内部集成了威尔金森功分器、六位0.5 dB步进数控衰减器和单刀双掷开关。在设计过程中,开关单元电路采用三级并联结构,有效降低电路插入损耗,提高隔离度;数控衰减器单元采用多节并联T型结构,改善高频段插入损耗和衰减精确度指标。通过以上设计方法,该单片电路在40~50 GHz插入损耗为10 dB,隔离度为26 dB;能够实现幅度控制步进0.5 dB,最大衰减量31.5 dB。     

隔离度大于95dB的Ku波段微带型开关

研究了具备高隔离度性能的Ku 波段基于PIN 二极管的微带型开关电路,通过采用含有多个子单元电路的拓扑结构以及合理优化子单元电路参数,解决了微带型开关在微波频段难以实现高隔离度的难题. 所研制的开关电路在15.75~16.25GHz频段范围内,隔离度大于95dB,插入损耗小于4dB,输入端S11均小于-12dB,输出端S22均小于-20dB, 电路体积仅为34mm×11mm×5mm.     

91～98GHz集成单刀单掷开关设计

为解决W波段接收机保护开关和发射机调制开关芯片问题,本文基于0.1mm厚50.8mm(2英寸)熔制石英薄膜电路工艺,研制出了W波段PIN二极管SPST开关准单片。为了考察开关性能的一致性,随机抽取了5个SPST开关作了测试,在91~98GHz频率范围内,开关插损典型值1.0dB,不一致性小于0.45dB;91~98GHz测得开关隔离典型值25dB,不一致性小于5dB,92.5~94.5GHz隔离典型值32dB;开关响应时间、导通时间、关断时间、恢复时间分别小于18、20、10和18ns;开关尺寸2.8mm×2.6mm。其作为接收保护开关和发射调制开关可集成应用于W波段收发组件中。     

Design and Fabrication of Millimeter-wave DC-contact Series MEMS Switch

设计了一种应用于毫米波波段的串联接触式RF MEMS开关.为了在毫米波波段获得较高的隔离度,通过使用短截线结构,以降低输入输出端口的耦合电容.为了获得可靠的金属接触,设计了一种改进型的“蟹形”桥结构.测试结果显示,在30 GHz,插入损耗为-0.3dB,隔离度为-20 dB.在DC～40 GHz的频率范围内,插入损耗优于-0.5 dB,隔离度优于-20 dB.所设计的串联接触式RF MEMS开关,可应用于20～40 GHz的频率范围内.     

1~26.5GHz GaAs PIN单刀单掷开关单片

采用GaAs PIN二极管,完成1~26.5 GHz的单刀单掷开关单片的设计、制作。SPST开关单片带内插损小于0.5 dB,驻波优于1.1,隔离度大于27 dB,在10~26.5 GHz,隔离度大于37 dB。开关单片采用MOCVD生长的GaAs纵向PIN二极管材料结构,76 mm GaAs圆片工艺加工制作。     

76 ~ 85 GHz 集成单刀单掷开关研究

为了解决W波段接收机保护开关和发射机调制开关芯片问题,基于0.1 mm厚2英寸熔制石英薄膜电路工艺,研制出了应用于W波段PIN二极管单刀单掷开关。为了考察开关性能的一致性,随机抽取了3个SPST开关作了测试,测试结果为,在76~85 GHz频率范围内,开关插损小于1.3 d B,不一致性小于0.5 d B;开关隔离度大于20 d B;开关响应时间、导通时间、关断时间小于20 ns;开关尺寸3.2 mm×3.2 mm。结果表明,该开关可作为接收保护开关和发射调制开关应用于W波段收发组件中。     

毫米波串联接触式RF MEMS开关的设计与制造

设计了一种应用于毫米波波段的串联接触式RF MEMS开关。为了在毫米波波段获得较高的隔离度,通过使用短截线结构,以降低输入输出端口的耦合电容。为了获得可靠的金属接触,设计了一种改进型的"蟹形"桥结构。测试结果显示,在30GHz,插入损耗为-0.3dB,隔离度为-20dB。在DC～40GHz的频率范围内,插入损耗优于-0.5dB,隔离度优于-20dB。所设计的串联接触式RF MEMS开关,可应用于20～40GHz的频率范围内。     

L波段高功率单刀双掷开关设计与实现

选用PIN二极管设计了一款工作在L 波段的高功率单刀双掷(SPDT)开关,能耐受100 W连续波功率信号。开关采用串并联结构,增大开关的隔离度的同时拓宽了带宽。通过厚膜工艺、丝网印刷制作微带线、微组装工艺完成各个器件焊接互联,完成开关的制作。开关采用-5 V/+30 V 的偏置电压进行控制。实测表明:该单刀双掷开关在1~2 GHz 内,插入损耗小于0. 7 dB,频带内输入驻波比和输出驻波比均小于1.4,隔离度大于25 dB,在连续波100 W 功率下,二极管最高温度为122.6 ℃,满足设计需求。     

带有直流偏置的毫米波单刀双掷开关仿真与设计

采用阶跃阻抗传输线和扇形微带短截线,实现了单刀双掷开关的直流偏置,使直流支路与毫米波支路之间的隔离度大于30dB,带宽超过25%,在中心频率30GHz附近回波损耗大于40dB。采用这种直流偏置电路和PIN梁式引线二极管,基于LTCC工艺对单刀双掷开关串联结构进行仿真。设计结果表明在28.5～31.5GHz频率范围内,串联开关的插入损耗小于1.5dB,回波损耗大于15dB,隔离度大于20dB。     

基于GaAs PIN二极管的宽带大功率单片单刀双掷开关

GaAs PIN二极管具有开态电阻小、截止频率高以及功率容量大的特点,采用GaAs PIN二极管制作的开关插入损耗较小、隔离度较高、并且功率的线性较好。基于河北半导体研究所GaAs PIN工艺制造了一款单刀双掷开关芯片。该开关采用单级并联结构。通过微波在片测试,在小信号条件下,6～18 GHz范围内插入损耗小于1.45 dB、隔离度大于28 dB,输入输出反射损耗小于7.5 dB。把开关装入夹具中进行功率特性测试,在连续波输入功率37 dBm,12 GHz条件下测试输出功率仅压缩0.5 dB,具有非常好的功率特性。在4英寸(100 mm)晶圆上开关的成品率较高,具有非常好的工程应用前景。     

C波段GaAs PIN二极管单片单刀单掷开关

基于中国科学院微电子研究所的GaAs PIN二极管工艺,研究了一种单片单刀单掷开关.为了仿真该单片单刀单掷开关,研制开发了GaAs PIN二极管的小信号模型.在5.5～7.5GHz的频段内,开关正向导通时的插入损耗低于1.6dB,回波损耗大于10dB,开关关断状态的隔离度大于23dB.     

C波段GaAs PIN二极管单片单刀单掷开关

基于中国科学院微电子研究所的GaAs PIN二极管工艺,研究了一种单片单刀单掷开关.为了仿真该单片单刀单掷开关,研制开发了GaAs PIN二极管的小信号模型.在5.5～7.5GHz的频段内,开关正向导通时的插入损耗低于1.6dB,回波损耗大于10dB,开关关断状态的隔离度大于23dB.     

毫米波集成化PIN管开关

本文介绍集成化 PIN 管开关的设计过程。讨论了补偿二极管寄生参量的方法。成功地把八毫米波段的商品 PIN 二极管应用到三毫米波段。给出了测试结果:八毫米宽带开关,在27—40GHz 频带范围内,插损小于1dB、隔离度大于29dB、开关速度小于100ns;三毫米波段开关,工作带宽8GHz、插损小于2.4dB、隔离度大于22dB、开关速度小于110ns。     

基于45 nm SOI工艺的超宽带毫米波单刀双掷开关的设计北大核心CSCD

提出了基于GlobalFoundries 45nm SOI工艺的布局紧凑的宽带毫米波单刀双掷开关。设计包括了采用串并结构的全频段单刀双掷开关以及采用两级晶体管并联的Ka波段通带单刀双掷开关。设计中采用共面波导串联短截线,实现小尺寸的电感。此外,利用负体偏置技术提高了开关在毫米波波段的性能。设计的单刀双掷开关芯片核心面积为0.35mm×0.16mm。测量结果显示全频段单刀双掷开关在DC^94GHz的插入损耗小于4dB,隔离度大于24dB,而Ka波段通带单刀双掷开关在25~45GHz的插入损耗为2.5~3.2dB,隔离度大于19dB。     

一种双波段MEMS低噪声放大器设计

本文利用一种MEMS电容式开关并联实现双波段2．1GHz／4．6GHz微机械低噪声放大器。根据MEMS电容开关的电容特性,实现LNA电路匹配阻抗的变化、在不同的波段实现谐振匹配,从而实现双波段分别放大的功能。首先提出一种电容式开关的设计,理论、仿真分析了开关的特性,开关在2．21GHz和4．8GHz具有良好的插入损耗和隔离度、插损为2．2dB左右,隔离度达到30dB以上。其次将开关引入于基于Casoode放大管的LNA电路中、和CMOS电路具有很好的兼容性,设计了LNA的电路模型和仿真分析、分析结果表明,在频率为2．21GHz时、增益达到11．4dB,4．8GHz时、增益达12．5dB,二波段隔离度在30dB以上、噪声在4．1dB左右,该研究方法和设计克服了普通双波段LNA需要两路单独电路的缺点,该器件可应用在Wimax,WiFi等3．5G、4G无移动通信网络中。     

一种100 MHz~12 GHz高功率SPDT射频开关

基于0.13 μm CMOS SOI工艺,设计并实现了一种100 MHz~12 GHz高功率SPDT射频开关。该射频开关为吸收式射频开关,开关支路为串并联的拓扑结构。采用负压偏置设计,减小了插入损耗,提高了隔离度。采用多级开关管堆叠设计,提高了开关的输入1 dB 压缩点。测试结果表明,在100 MHz~12 GHz频率范围内,该射频开关插入损耗小于1.5 dB,隔离度大于31 dB,输入1 dB 压缩点大于40 dBm。芯片尺寸为1.1 mm ×1.1 mm。