一种新型的倍频程带宽微带三等分功分器

介绍一种新型的倍频程带宽微带三等分功分器的设计原理和研制结果。与波导三等分功分器和非对称型微带三等分功分器相比,新型功分器的突出优点是:频带宽、插损小,驻波比低、隔离度好、不平分度小。 测试结果表明在6～10GHz频率范围内,每路插损小于5.6dB,不平分度小于0.4dB,各路输出之间隔离度大子22dB,输入端驻波比小于1.7(包括接头)。     

Ka波段三路波导功分器/合路器

文章设计了一种可以使用在固态合成发射机上的三路等分功率波导功分器/合路器。在波导分支定向耦合器的基础上,增加一路副线波导,构成了一个一路输入、一路直通、两路耦合、两路隔离的六端口网络;采用增加波导长度的方式解决了实际应用中的相位补偿问题。另外在功分器的三路输出端增加了微带部分以提高功分器的可调试性。实际测量数据基本符合仿真结果:在1GHz带宽内,功分器的一路插损小于6dB,输入驻波小于1.6;合路器的一路插损小于4.9dB,输出驻波小于1.3。其性能满足使用要求。文章最后对该类型的波导功分器/合路器的设计提出若干改进方案。     

C波段单片有源环行器基本单元的研究

本文分析和研究了微波有源环行器所用的基本单元电路——放大器和定向耦合器.利用微波CAD欢件完成了放大器、定向耦合器和有源环行器的设计.模拟分析得出:在3.8～4.2GHz频率范围内,单片放大器的正向增益是6dB.反向隔离度为22dB:单片定向耦合器的正向插入损耗是4dB,反向隔离度为18dB.该有源环行器的隔离度是19dB,正向插损是5dB.实验结果为:放大器在3.5～4.0GHz频率范围内,正向增益是4.5dB,反向隔离度是23dB;定向耦合器在3.2～3.8GHz频率范围内,正向插入损耗是8dB,反向隔离度为23dB.     

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。     

一种新型微带/槽线混合结构的宽带魔T

提出一种新型宽带平面魔T结构,该魔T基于传统的微带混合环的原理设计而成,为扩展工作频带,采用了微带-槽线混合结构,通过将槽线T接头功分器的反相输出特性与微带T接头功分器的同相输出特性相结合,从而实现两输出端口的宽带和/差输出。测量数据表明该魔T结构可实现超过25%的相对工作带宽(输入端口回波损耗低于-10dB),在工作频带(4.3~5.6GHz)内,其传输插损小于1dB,两对隔离端口的隔离度分别为-30dB和-20dB。     

5G毫米波通信用低插损高隔离GaAs PHEMT单刀双掷开关

基于0.15μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,实现了一款用于5G毫米波通信的低插损高隔离单刀双掷(SPDT)开关芯片。为了降低插损,每个开关支路通过四分之一波长阻抗变换器连接到天线端,并通过优化传输线和器件总栅宽实现了良好的端口匹配;为了提高隔离度,采用了三并联多节枝的分布式架构形成高的输入阻抗状态,实现信号的全反射。芯片面积为2.1 mm×1.1 mm。在片测试结果显示,在24.25~29.5 GHz的5G毫米波频段内该SPDT开关实现了小于1.1 dB的极低插损和大于32 dB的高隔离度,1 dB压缩点输入功率大于26 dBm。     

L频段小型化高性能双定向耦合器设计

介绍了一种L频段行波馈电网络的组成,着重叙述馈电网络中关键部件定向耦合器的设计和实现.对其中低耦合度、高隔离度的小型化高性能定向耦合器进行了理论分析计算,运用失配设计的方法,实现弱耦合高隔离,并通过EDA软件仿真和优化给出了这种定向耦合器的实物尺寸,得出实际测试结果.实测值:插损小于0.2 dB,频带内耦合度28.8±0.5 dB,定向度大于22 dB.运用该失配设计法对传统设计法改进,实测定向度比改进前大10 dB,显著降低了系统对T/R组件的某些指标要求,使系统的设计和实现更简单可靠.     

一种用于高功率光纤放大器的侧面抽运耦合器

报道了一种应用于高功率光纤放大器的侧面抽运耦合器。采用熔融拉锥工艺以及最基本的2×1耦合方式, 实现了高耦合效率、高隔离度的光纤侧面耦合器的研制。通过对多种不同光纤组合的研究, 发现采用外径125 μm, 数值孔径为0.46的无源双包层光纤做信号传输光纤和抽运耦合光纤, 可获得高达74％的抽运耦合效率; 耦合器信号光通过率为95％; 信号输入端与抽运输入端的隔离度大于50 dB; 抽运输入端对输出端反向传输光的隔离度 为20 dB。采用该侧面耦合器, 实现了输出功率达1 W的窄线宽全光纤放大器。     

基于PIN管的多路大功率宽带高线性射频开关的研制

设计制作了一款工作于100~400MHz的大功率宽带高线性单刀多掷PIN管收发开关。该开关采用1分6再分6的串联型结构,通过对PIN管的选取和微带线布局来实现对开关插损、隔离度和驻波比的要求。由于采用串联结构而非串并结构,该开关驱动部分大为简化。测试结果表明,该开关插损小于0.3 dB,隔离度大于50 dB,驻波比小于1.2,功率容量为100 W,二次谐波抑制大于70 dBc。     

新型DGS双频Wilkinson功分器的研究与设计

 本文在多节阻抗变换器基础上嵌入螺旋型缺陷地结构(SP-DGS)以满足功分器所需阻抗和相位条件,从而实现了在两个任选的工作频率上同时具有良好功率传输、匹配和隔离特性的新型功分器设计.该设计的突出优点是所需电抗可由SP-DGS结构精确实现,整个设计过程严密而不失灵活性.最后,采用上述方法设计并研制了一个2.4GHz/5.8GHz双频功分器,工作频带内的最大插损分别是0.1dB和0.4dB,回波损耗和隔离度均优于15dB.     

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。     

毫米波GaAs pin单刀单掷开关单片

采用GaAs pin二极管,完成了15～40GHz的单刀单掷开关单片的设计、制作.GaAs pin二极管SPST开关单片具有低插损、高隔离、高功率的特点,在15～20GHz带内插损0.6dB,驻波优于1.5,隔离度大于40dB;在20～40GHz带内插损小于1.1dB,驻波优于1.35,隔离度大于35dB.pin二极管SPST开关单片的1dB功率压缩点P-1大于2W.GaAs pin二极管开关单片采用MOCVD生长的GaAs 纵向pin二极管材料结构,76mm GaAs圆片工艺加工制作.     

毫米波GaAs pin单刀单掷开关单片

采用GaAs pin二极管,完成了15～40GHz的单刀单掷开关单片的设计、制作.GaAs pin二极管SPST开关单片具有低插损、高隔离、高功率的特点,在15～20GHz带内插损0.6dB,驻波优于1.5,隔离度大于40dB;在20～40GHz带内插损小于1.1dB,驻波优于1.35,隔离度大于35dB.pin二极管SPST开关单片的1dB功率压缩点P-1大于2W.GaAs pin二极管开关单片采用MOCVD生长的GaAs 纵向pin二极管材料结构,76mm GaAs圆片工艺加工制作.     

一种可运用于THz波段的新型定向耦合器

根据分支波导定向耦合器的工作原理,并结合考虑MEMS 刻蚀工艺,设计出一款应用于THz 波段的10dB 波导定向耦合器。该定向耦合器在传统的分支线结构上加以改进,将传统分支线耦合结构改进成新型"田"字型耦合结构,性能较好,并提高了可加工性。通过HFSS 软件仿真,该定向耦合器在0. 33 ~0. 35THz 频段内耦合度为10dB,隔离度达到30dB 以上,各端口回波损耗小于-30dB,整体插损小于0. 2dB。     

基于六端口网络的泄漏对消拓扑结构设计

设计了一种基于六端口网络的电路拓扑结构,可用来有效地抑制泄漏信号。该六端口网络主要由3个3 dB定向耦合器和一个不等分功分器组成。在与接收天线信号对应的2个输出端口,发射天线的泄漏信号经过移相后等幅且反向,使泄漏信号相互抵消,从而显著改善雷达网络收发天线之间的隔离性能。为验证该泄漏对消技术,设计并仿真验证了一种工作于22~26 GHz的电路拓扑结构。在工作频段上,该泄漏对消电路的隔离度小于-29.5 dB,并于中心频率处达到-44 dB的最大衰减。仿真结果证明,该电路可以有效提高单天线收发系统的隔离度,改善发射端到接收端的信号泄漏问题。     

一种高线性度非对称单刀双掷开关的设计

介绍了一种用于射频收发系统的16 GHz、低损耗、高隔离度、高线性度的非对称型单刀双掷开关。针对串联和并联晶体管尺寸对插入损耗及隔离度的影响、对称型和非对称型两种结构各自的特点,以及选择非对称结构的原因进行了分析。采用90 nm CMOS工艺实现,设计中采用深N阱MOS管,并在必要的节点加入交流悬浮偏置,提高开关整体性能。测试表明,Rx模式下,插损为0.77 dB,隔离度为22.9 dB,输入1 dB压缩点为9 dBm;Tx模式下,插损为2.14 dB,隔离度为20.2 dB,输入1 dB压缩点大于15 dBm。     

5 mm高隔离鳍线单刀双掷开关

设计并实现了5 mm(U频段)单刀双掷(Single Pole Double Throw,SPDT)开关模块.该开关模块采用鳍线并联PIN二极管电路结构形式,通过采用一种全新的高隔离度措施,获得高隔离、低插损开关特性.经加工测试,开关模块在50～56 GHz频带内隔离度大于50 dB,插损小于2.3 dB.该模块已应用于5 mm射频组件中.     

一种DC～5GHz串联微波开关的温度特性和功率处理能力的测试与分析

描述了一种串联微波MEMS开关的设计、制造过程,它制作在玻璃衬底上,采用金铂触点,在DC～5GHz,插损小0.6dB,隔离度大于30dB,开关时间小于30μs.对这种微波开关的温度特性和功率处理能力进行了测试,在DC～4GHz,85℃下的插损增加了0.2dB,-55℃下的插损增加了0.4dB,而隔离度基本保持不变.在开关中流过的连续波功率从10dBm上升到35.1dBm,开关的插损下降了0.1～0.6dB,并且在35.1dBm(3.24W)下开关还能工作.和所报道的并联开关最大处理功率(420mW)相比,该结果说明串联开关具有较大的功率处理能力.     

一种非对称射频开关芯片的设计

采用非对称结构和双悬浮技术设计了射频开关芯片,测试结果表明,工作频率为2.4GHz的射频开关,在发射模式下,插损为-1.18dB,隔离度为-31.88dB,在接收模式下,插损为-1.48dB,隔离度为-25.08dB,发射时P1dB大于22dBm,接收时为14dBm。由于采用串并结构,极大地增加了隔离度,这种高性能的收发开关的实现主要得益于P阱、深N阱的双悬浮技术,还有堆叠电路结构的应用,同时堆叠结构的分压效果使得通过增加堆叠个数可以进一步提高处理大摆幅信号的能力。     

大功率平衡式限幅开关设计

基于半有源式限幅器模型,研究了大功率平衡式限幅开关在小信号时的性能。介绍了该限幅开关的基本原理,设计并进行实物加工。测试结果表明,在32~36GHz频段内,限幅开关小信号插损小于7.9dB,最小插损为6.7dB,输入输出驻波比小于1.72∶1,当输入的连续波功率为1 W时,限幅开关输出功率小于11.6dBm,两输出通道之间的隔离度大于30dB。