一种D波段低噪声放大器芯片设计

提出了一种晶体管器件模型修正方法,校准了Ommic公司D007IH工艺中D波段晶体管模型和D波段共面波导传输线电路模型。该校准方法中通过与共面波导(CPW)三维模型仿真结果的曲线拟合,确定了D波段传输线电路模型的介电常数;通过与CGY2191UH芯片的S参数测试结果拟合,修正了晶体管器件模型。为了验证了设计方法的有效性,基于修正模型设计了一款低噪声放大器芯片,仿真结果表明,工作频率为110 GHz~170 GHz,增益大于29 dB,噪声系数小于6 dB。     

C波段低噪声放大器设计

对低噪声放大器(LNA)匹配电路和偏置电路等与LNA设计相关的问题，尤其针对设计微波LNA主要的难点，即噪声匹配和功率匹配的兼顾以及全频带稳定的实现问题作了简要回顾和介绍。作为应用，借助商用CAD软件设计了三级放大管级联结构的C波段LNA，其每一级均为NE334S01高电子迁移率场效应管(HENT)，仿真结果令人满意。按此设计加工的LNA具有低噪声(常温下典型噪声系数为0.6dB)、小的端口反射(回波损耗好于15dB)、平坦的增益(30dB增益，典型带内波动为0.5dB)以及良好的稳定性。由于测试结果和仿真偏离不大，因此无需任何调试，可重复性好，适于大批量生产。     

C波段GaAs低噪声放大器单片电路设计

主要介绍了C波段低噪声单片放大器的设计方法和电路设计指标.电路设计基于ADS微波设计环境,采用GaAs工艺技术实现.通过电路设计与电路版图电磁验证相结合的方法,准确设计出了电路.本单片采用两级放大,电路工作频率范围为5～6 GHz,噪声系数小于1.2 Db,增益大于24 Db,输入输出驻波比小于1.5:1,增益平坦度△Gp≤±0.1 Db,1 Db压缩点P-1≥12dBm,直流电流小于50 Ma.电路最终测试结果与设计结果吻合.     

W及以上波段MMIC放大器的研究进展

在阐述W及以上波段MMIC放大器性能的基础上,回顾了以InP HEMT MMIC放大器为主流技术的W及以上波段MMIC放大器的研究进展,介绍了基于InP HBT、GaAs MHEMT和SbHEMT的MMIC放大器的研制水平,指出目前研制的W及以上波段MMIC放大器的应用领域,突显其在MMIC高端技术领域的重要性.针对欧美国家在该领域飞速发展而我国处于相对劣势的现状,对我国研发W及以上波段MMIC放大器提出初步建议.     

一种W波段高输出功率放大器模块

提出了基于GaAs 微波单片集成(MMIC)的W波段高输出功率放大器模块。该模块包括MMIC功率放大器(PA)和波导-微带转换结构。采用功率合成技术和微带耦合电容,实现了低损耗匹配网络,提高了PA的增益和输出功率。采用阶梯匹配网络,拓宽了微带转换过渡的带宽。测试结果表明,在75~105 GHz频率范围内,波导-微带转换结构的插入损耗为0.9~1.7 dB,回波损耗小于11 dB; 在90 GHz频率时,PA的增益S21大于10 dB, 输入/输出反射系数S11/S22小于-10 dB,饱和输出功率为19 dBm。     

12~18 GHz GaAs MMIC低噪声放大器设计

采用GaAs工艺设计了一个12~18 GHz毫米波单片集成电路(MMIC)低噪声放大器(LNA)。采用三级单电源供电放大结构,运用最小噪声匹配设计、共轭匹配技术和负反馈结构,同时满足了噪声系数、增益平坦度和输出功率等要求。仿真表明：在12~18 GHz的工作频带内,噪声系数为1.15~1.41 dB,增益为27.9~29.1 dB,输出1 dB压缩点达到15 dBm,输入、输出电压驻波比(VSWR)系数小于1.72。     

S波段GaAs单片可变增益放大器

<正>微波单片集成电路(MMIC)是新一代微波产品。它把有源和无源元件,采用可批量生产的集成技术制作在同一GaAs衬底上完成一定微波功能,具有成本低、产量高、可靠性高、体积小、重量轻等突出的优点。南京电子器件研究所1991年研制的MMIC产品WD64型S波段GaAs单片可变增益放大器如图1所示。其芯片尺寸为4.5mm×1.6mm×0.15mm,双栅     

0.14 THz倍频器的设计与仿真

固态倍频器是毫米波及亚毫米波频段超外差接收机中的关键器件,其研制对太赫兹通信具有重要意义。介绍了一种基于肖特基变容二极管的宽带、高效率0.14 THz二倍频器的拓扑结构和仿真设计。该倍频器基于波导腔体石英基片微带电路形式,通过引线互联分别实现肖特基二极管接地和施加外部直流偏置,倍频器各部分采用了宽带电磁耦合结构设计。在开展了二极管建模及阻抗特性分析的基础上,采用三维有限元与非线性谐波平衡联合仿真方法,实现了倍频器的最优化设计。仿真结果表明,当输入频率为65 GHz~75 GHz,驱动功率为20 dBm时,倍频器的输出功率最高达10.1 dBm,倍频效率达10.8%。     

140 GHz二倍频器的研制

太赫兹通信中本振链输出功率无法满足实际需求,因此提出一种基于肖特基变容二极管的宽带、高效率140 GHz 二倍频器设计方案。该倍频器结构基于波导腔体石英基片微带电路的混合集成方式实现。采用三维有限元与非线性谐波平衡联合仿真方法,实现了倍频器的最优化设计。根据仿真结果,完成了140 GHz二倍频器的加工、制作与测试工作。实测结果表明,在20 dBm的驱动功率下,倍频器的输出功率最高达6.6 mW,倍频效率7.15%;输入功率23 dBm对应的最大输出功率可达11.2 mW。该器件的成功研制使得实现太赫兹通信中的本振链成为可能。     

140GHz二倍频器的研制

太赫兹通信中本振链输出功率无法满足实际需求,因此提出一种基于肖特基变容二极管的宽带、高效率140 GHz二倍频器设计方案。该倍频器结构基于波导腔体石英基片微带电路的混合集成方式实现。采用三维有限元与非线性谐波平衡联合仿真方法,实现了倍频器的最优化设计。根据仿真结果,完成了140 GHz二倍频器的加工、制作与测试工作。实测结果表明,在20 dBm的驱动功率下,倍频器的输出功率最高达6.6 mW,倍频效率7.15%;输入功率23 dBm对应的最大输出功率可达11.2 mW。该器件的成功研制使得实现太赫兹通信中的本振链成为可能。     

A high-gain monolithic D-band InP HEMT amplifier

This paper describes a three-stage monolithic amplifier that exhibits a small-signal gain of 30 dB at 140 GHz. The amplifier employs AlInAs/GaInAs/InP high electron mobility transistor devices with 0.1×150 μm² gate periphery, is implemented with coplanar waveguide circuitry fabricated on an InP substrate, and occupies a total area of 2 mm². Gain exceeding 10 dB was measured on-wafer from 129 to 157 GHz. This is the highest reported gain per stage for a transistor amplifier operating at these frequencies     

一种四通道X波段放大组件的研制

为适应微波电路高性能、高可靠、多功能、小型化的发展趋势,介绍了一种四通道一体化设计的具有限幅功能的x波段放大组件。该组件利用微波混合集成电路工艺和芯片微组装工艺实现,阐述了其小型化设计方法。测试结果表明：该组件尺寸为52mm×56mm×14mm,电性能达到指标要求。     

D-band neutralized amplifier design based on accurate millimeter-wave de-embedding method

A D-band neutralized amplifier design methodology based on accurate millimeter-wave de-embedding method is proposed. A neutralized amplifier stage using magnetic coupled configuration is introduced and its small signal equivalent circuit is analyzed in details. The neutralized network cancels the effects of the transistor gate-drain capacitor C_gd and boosts the maximum available gain of the amplifier stage to its maximum achievable gain. To achieve the expectable measured results, a millimeter-wave de-embedding method based on the transmission line model is developed. The transmission matrixes of the test structure are analyzed and the simulation results are used to prove the advantage of the de-embedding method in D-band. Implemented in 65 nm CMOS, 6 amplifier stages with different parameters are embedded into the proposed test structure. The measured results after the de-embedding calibration show a good agreement with the simulated results of the corresponding amplifier stages. Based on the proposed design methodology, one complete D-band amplifier has been implemented and achieves a gain of 13.78 dB at 157 GHz, with only 23.28 mW DC power consumption from a 1.2 V power supply.     

小型化功率放大模块

介绍了ＶＨＦ频段小型化功率放大模块的设计方法和试验研制过程,采用混合集成电路技术,将两级芯片集成到微型封装的密封管壳中,采用内匹配技术,实现阻抗匹配,提高和改善增益。在 １３０～１８０ＭＨｚ率范围内,试制出Ｇｐ≥３０ｄＢ,Ｐｏ≥１．５Ｗ,л≥５０％的功率放大模块。功率放大模块的体积为１５ｍｍｘ１０ｍｍｘ５ｍｍ,其质量只有 ３克。     

射频宽带大功率放大器模块

利用推挽MOSFET晶体管,通过采用传输线变压器宽带匹配技术,研制出一种宽频带高功率放大器模块。文中给出了测试结果,模块的性能指标良好。     

基于列车监测网络设备的射频功放模块设计

列车关键设备及行车状态的无线实时监测是列车安全运行的有效技术保障,而如何延长无线监测节点通信距离、增强通信可靠性成为研究重点。本文提出适用于列车监测特殊环境的射频功放模块设计方法,采用集成化芯片RF5110G避免内部干扰,通过滤波电路和阻抗匹配优化电路板设计,所设计的功放模块很好地解决了列车特殊环境导致的信号衰减问题,增强了监测网络节点数据传输可靠性,为列车监测、维护提供了可行的方法。     

（英）一种基于新型自组装微带-波导过渡的D波段通信发射机模块

展示了一种基于新型自组装微带-波导过渡的D波段（110-170GHz）发射机模块。过渡结构的仿真平均插入损耗为0.6 dB,回波损耗于带内基本优于10 dB。基于该过渡结构以及阻性混频器和倍频器芯片,设计了一种D波段发射机模块。该发射机模块工作于110-153 GHz,峰值输出功率于150 GHz可达-4.6 dBm,3-dB带宽为145.8-159.3 GHz。使用该模块进行了64-QAM高阶无线通信测试,测试传输速率为3 Gb/s,验证了模块封装方案的实用性。     

X-band MIC GaAs IMPATT amplifier module

A compact (2.0 by 1.6 in), light weight (2.1 oz), microwave integrated circuit (MIC) GaAs IMPATT amplifier module having 3.6-W pulsed output power with a gain of 22.5 dB over the 9.2-9.8 GHz band has been developed for phased array radar applications. The design goal for the module was 4-W pulsed output power with 23-dB gain over this frequency band. The module has been operated over a wide range of pulse lengths (200 ns-50 /spl mu/s) and duty factors (0.5-40 percent) with outstanding pulse fidelity. The totally integrated module consists of three IMPATT reflection amplifier stages in cascade with input and output isolators and a transmit/receive switch. Each amplifier stage has an independent hybrid thin film constant current pulse modulator. The design considerations of the essential components for final module integration, and the microwave performance characteristics are presented.     

(英) 基于石英基片工艺的D频段平衡式二倍频器设计

设计了一款D频段基于商用平面肖特基二极管DBES105a以及石英基片的二倍频器.通过对传统的用于平衡式混频器及倍频器的鳍线/悬置微带线巴伦耦合器进行改进,提出了一种方便为肖特基二极管外加偏置的平衡式倍频结构.首先,提出了一种适用于石英基片的波导/鳍线过渡结构,并且通过仿真及实验对该结构进行了验证,测试结果表明,这种过渡结构的损耗只有0.15 dB.在驱动功率为26.3 mW、外加反偏电压为0.4 V时,倍频器的测试最大输出功率为3.39 mW,对应倍频效率为12.9%.在外加偏置电压偏离最佳偏置点时,倍频器的输出功率从3.1mW降低到2.0 mW.这也说明:为了达到最大倍频输出功率,也需要为肖特基变阻二极管倍频器提供外加直流偏置.