低插入损耗高隔离度SOI射频开关电路的研究

基于0.18μm RF SOI CMOS工艺,提出了一种可广泛应用于无线通信系统中的低插入损耗高隔离度SOI射频开关电路.该电路利用SOI器件的特殊结构(隐埋氧化层BOX,高阻衬底)和特殊SOI器件(FB,BC,BT等),使电路采用的器件较之体硅CMOS器件具有更优的隔离性能,实现了降低插入损耗和增加隔离度的目的.该电路经过模拟仿真,在频率为2.4 GHz时,插入损耗和隔离度分别为-1 dB和40 dB.     

Walk－off型光隔离器的隔离度和插入损耗分析

本文介绍了与偏振无关的ｗａｌｋ－ｏｆｆ型光隔离器的原理和结构，从理论和实验两方面分析了影响隔离度和插入损耗的因素，定量计算了加工、调整误差、消光比等对隔离度和插损的限制，给光隔离器的选材、加工和调整提供了依据。     

高隔离度宽频段组合式RF-MEMS开关的设计

接触式与电容耦合式两类RF MEMS开关各自在一定的频段内,都具有较高的隔离度,但仍然很难满足微波控制系统中对高隔离度的要求.为了获得全波段高隔离度RF MEMS开关,单元开关很难达到要求,在此目标要求下,提出了组合式RF MEMS开关的设计,分别利用HFSS软件对各单元进行结构参数优化,再将两者集成在一起,得到的组合式RF MEMS开关,这种组合式开关在0～20 GHz时隔离度都高于-60 dB,在(≤5 GHz),隔离度高于-70 dB,这是一般单元开关及其他半导体固态开关所无法企及的,而且,在DC～20 GHz范围内,开关的插入损耗小于-0.20 dB,而且并没因隔离度的提高,牺牲了插入损耗.     

一种高隔离度低损耗CMOS射频收发开关设计方法

本文采用了LC并联谐振的办法设计了高性能的CMOS收发开关,由于消除了CMOS晶体管的寄生电容的影响,降低了开关电路的插入损耗、提高隔离性能。同时利用直流偏置和交流浮动技术来提高开关的功率容纳能力。采用TSMC0.35 m RF-CMOS工艺设计的收发开关,模拟结果表明谐振频率工作点的插入损耗为1.03dB,收发端隔离39.277dB,输入1dB压缩点(P1dB)功率26.28dBm。     

高隔离度S波段MEMS膜桥开关

常规的 MEMS膜桥开关在 1 0 GHz以上频段才具有低插损、高隔离度 (>2 0 d B)的优点。文中介绍了一种应用于微波低频段—— S波段的高隔离 MEMS膜桥开关 ,给出了开关的设计与优化方法 ,建立了开关的等效电路模型。通过双膜桥结构、选择高介电常数的介质膜、微电感结构膜桥这些措施 ,达到提高开关隔离度的目的。利用 HFSS软件仿真的结果表明 ,该开关在微波低频段 (3～ 6GHz)有着很好的隔离性能。开关样品在片测试的电性能指标 :插损 <0 .3 d B,隔离度 >40 d B,驱动电压 <2 0 V     

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。     

RF MEMS开关的设计分析

针对具有低损耗、高隔离度性能的微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)开关,介绍了串联DC式和并联电容式的开关结构模型,并对并联电容式MEMS开关的工作原理、等效电路模型和制造工艺流程进行了描述,利用其模型研究了开关的微波传输性能,设计了一款电容耦合式开关并进行了仿真。由仿真结果可得,开关"开态"时的插入损耗在40 GHz以内优于-0.3 dB;开关"关态"时的隔离度在20～40 GHz相对较宽的频带内优于-20 dB。     

微波注入实验用高隔离度双工器的研究

微波注入实验要求微波注入电路和效应监测电路的接入不影响正常的电路器件工作状态,同时要求注入电路隔离度足够大。在此设计了一种高隔离度微波双工器0～800MHz和1.4～4.5GHz,两信号通道内插入损耗小于0.2dB;0～400MHz和1.5～4.5GHz两信号通道隔离度大于50dB。这种微带线型双工器结构紧凑、研制周期短、性能稳定已经在微波效应注入实验系统中获得良好的应用。     

一种K~D波段宽带射频MEMS开关设计

针对卫星通信、电子对抗及微波测试系统对开关提出的宽带宽、低插损、低功耗的应用需求,设计了一种K~D波段宽带射频MEMS开关。通过优化衬底材料和十字型上电极结构提高开关的带宽,降低开关的损耗。利用HFSS电磁波仿真软件对开关的几何参数进行优化计算。结果表明,所设计的射频MEMS开关可工作在18~188 GHz的频带内,且插入损耗小于1.47 dB,隔离度大于20.12 dB,其整体体积约为0.75 mm³。此开关可与移相器、延时器、谐振器等结构集成,实现宽带且低损耗的射频可重构MEMS器件及系统,可用于新一代通信及微波测试等领域。     

High-performance RF Switch in 0.13 μm RF SOI process

A high-performance single-pole single-throw (SPST) RF switch for mobile phone RF front-end modules (FEMs) was designed and characterized in a 0.13 μm partially depleted silicon-on-insulator (PD SOI) process. In this paper, the traditional series-shunt configuration design was improved by introducing a suitably large DC bias resistor and leakage-preventing PMOS, together with the floating body technique. The performance of the RF switch is greatly improved. Furthermore, a new R_on × C_off testing method is also proposed. The size of this SPST RF switch is 0.2 mm². This switch can be widely used for present 4G and forthcoming 5G mobile phone FEMs.     

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。     

矩形环铁氧体移相器插入损耗和插入相位分析

对于相控阵雷达用的矩形环铁氧体移相器常见的高次模现象，采用微波ＣＡＤ方法同了实际器中所存在的微波场型，并考虑了驱动线的影响，提出了解决了高次模问题的方法。该方法的使用大大改善了器件的插入损耗特性。由于各种不一致性的存在，移相器的插入相位一般满足高斯分布。当批生产时，移相器插入相位的离散性就显得比较重要本文对此也提出了一些减小离散的方法，并进行了分析计算。     

一种超低插损砷化镓射频开关

报道了利用离子注入技术研制出一种用于手机的超低插损砷化镓单片射频单刀双掷开关。该产品在82 0～ 95 0 MHz下 ,插入损耗≤ 0 .4 d B,回波损耗≥ 1 9.5 d B,反向三阶交调截距点≥ 67d Bm,隔离度≥ 1 5 .5 d B,控制电压为 (0 ,+4 .75 V)     

Fabrication and Numerical Simulation of a Micromachined Contact Cantilever RF-MEMS Switch

研究了一种直接接触悬臂梁式RF-MEMS开关,悬臂梁采用Al金属材料.开关通过静电控制,且与信号通道分离.为了优化材料结构和获得好的性能,进行了有限元ANSYS模拟.采用表面微加工工艺来制作开关,获得满意结果.器件的驱动电压为12V,与ANSYS模拟结果11V基本相符;器件的隔离度,在0.05～10GHz的范围内,实验测试与HFSS模拟的结果基本一致,都优于-20dB;器件的插入损耗,HFSS模拟小于-0.2dB,而实验测试小于-0.9dB,偏高是由于悬臂梁表面不平,导致接触电阻增大,在测试中引入接触阻抗所致.     

接触式悬臂梁RF-MEMS开关的研制与数值模拟分析

研究了一种直接接触悬臂梁式RF-MEMS开关,悬臂梁采用Al金属材料.开关通过静电控制,且与信号通道分离.为了优化材料结构和获得好的性能,进行了有限元ANSYS模拟.采用表面微加工工艺来制作开关,获得满意结果.器件的驱动电压为12V,与ANSYS模拟结果11V基本相符;器件的隔离度,在0.05～10GHz的范围内,实验测试与HFSS模拟的结果基本一致,都优于-20dB;器件的插入损耗,HFSS模拟小于-0.2dB,而实验测试小于-0.9dB,偏高是由于悬臂梁表面不平,导致接触电阻增大,在测试中引入接触阻抗所致.