W波段宽带辐射计

以被动式毫米波成像为应用背景,介绍了辐射计的工作原理,成功研制了一种带宽35 GHz集成直接检波式辐射计原理样机,以满足成像系统对辐射计的需求。信号由两级低噪声放大器进行放大,再由检波器直接检波,最后进行视频放大,以提供足够高的信号供后端进行数据采集。放大器由两级低噪声放大器组成,放大增益40 dB。单独对检波器进行设计、测试,在75~100 GHz范围内,该检波器电压灵敏度大于1 000 mV/mW,在100~110 GHz范围内,电压灵敏度大于500 mV/mW。最后集成了一个整体辐射计模块,该辐射计在35 GHz带宽内积分时间为0.6 ms,温度灵敏度为0.45 K。     

W波段十二通道直接检波式辐射计前端设计

文中研制了一种W波段十二通道直接检波式辐射计前端，该辐射计前端将矩形喇叭天线、低噪声放大器、检波器以及积分放大电路集成在一个模块，整个模块体积为66 mm×67 mm×49 mm,具有高集成度和小型化的特点。该辐射计前端在积分放大部分通过调整各支路的放大倍数，使得每个通道最终输出电压相对稳定和一致，输出电压范围为4.11 V～4.36 V。同时，各通道检波器灵敏度在75 GHz～100 GHz范围内最高达1 200 mV/mW,辐射计温度灵敏度达0.39 K。该多通道辐射计具有宽带高灵敏度、高集成度、低功耗等特点。     

基于0.15 μm pHEMT的超宽带低噪声放大器

采用RC负反馈、源极电感负反馈等方法,设计并制作了一种基于MMIC技术的3~15 GHz超宽带低噪声放大器,在超宽带范围内实现了优良的回波损耗和平坦的高增益。采用0.15 μm GaAs pHEMT工艺进行设计,该放大器的芯片尺寸为2 mm×1 mm,直流功耗为200 mW。在片测试结果表明,带内增益高达28 dB,4~12 GHz带宽范围内的噪声系数低于2 dB,输入/输出回波损耗大于15 dB,测试结果与仿真结果十分吻合。该低噪声放大器可应用于S,C,X,Ku波段外差接收机以及毫米波、亚毫米波接收机的中频模块。     

W 波段宽带高灵敏度功率检波器

在对肖特基二极管等效电路模型精确建模的基础上,设计并制作了W 波段宽带高灵敏度功率检波器。根据GaAs 低势垒肖特基二极管的物理结构,建立了二极管等效电路模型,并通过对W 波段检波器试验模块的研制和测试提取了准确的电路模型参数。最后,针对宽带工作要求,根据二极管等效电路模型,优化了射频阻抗匹配网络,使检波器工作频率能够覆盖78～98 GHz。测试结果表明,当输入功率为-30 dBm 时,82 GHz 处检波灵敏度达到了7000 mV/ mW,78～98 GHz 范围内检波灵敏度高于1500 mV/ mW,实测正切灵敏度优于-36 dBm。实测和仿真结果一致,验证了二极管等效电路模型的准确性。     

一款130～140GHz MMIC低噪声放大器

基于90 nm栅长的InP高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款工作于130 ～140 GHz的MMIC低噪声放大器(LNA).该款放大器采用三级级联的双电源拓扑结构,第一级电路在确保较低的输入回波损耗的同时优化了放大器的噪声,后两级则采用最大增益的匹配方式,保证了放大器具有良好的增益平坦度和较小的输出回波损耗.在片测试结果表明,在栅、漏极偏置电压分别为-0.25 V和3V的工作条件下,该放大器在130～ 140 GHz工作频带内噪声系数小于6.5 dB,增益为18 dB±1.5 dB,输入电压驻波比小于2:1,输出电压驻波比小于3:1.芯片面积为1.70 mm×1.10 mm.该低噪声放大器有望应用于D波段的收发系统中.     

高灵敏度单片集成W 波段功率检波器*

介绍了一款高灵敏度W 波段功率检波器芯片的设计及其封装测试结果。该检波器电路采用标准0. 1 μm GaAs pHEMT 工艺设计加工制造完成。封装测试结果显示,当射频输入信号功率为-15dBm 时,检波电路在90 ~ 95GHz 频率范围内的电压灵敏度大于6000mV/ mW。该电路具有很好的宽带特性,可以工作在86 ~ 100GHz 频率范 围内,几乎覆盖了W 波段的所有常用频率。此外,该检波器电路芯片结构紧凑,面积仅为2×1mm² ,适合高密度的射 频前端集成。     

X波段GaN MMIC低噪声放大器设计

采用SiC衬底0.25 μm AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款X波段GaN单片微波集成电路(MMIC)低噪声放大器(LNA).放大器采用三级级联拓扑,第一级采用源极电感匹配,在确保良好的输入回波损耗的同时优化放大器噪声系数;第三级采用电阻电容串联负反馈匹配,在尽量降低噪声系数的前提下,保证良好的增益平坦度、输出端口回波损耗以及输出功率.在片测试表明,在10 V漏级电压、-2 V栅极电压偏置下,放大器静态电流为60 mA,8～12 GHz内增益为22.5 dB,增益平坦度为±1.2 dB,输入输出回波损耗均优于-11 dB,噪声系数小于1.55 dB,1 dB增益压缩点输出功率大于11.9 dBm,其芯片尺寸为2.2 mm×1.1 mm.装配测试表明,噪声系数典型值小于1.6 dB,可承受33 dBm连续波输入功率.该X波段GaN低噪声放大器与高功率放大器工艺兼容,可以实现多功能集成,具有广阔的工程应用前景.     

一种应用于脉冲超宽带接收机的高增益LNA

基于SMIC 0.13 μm CMOS工艺,设计了一种应用于脉冲超宽带无线通信系统接收机的高增益低噪声放大器(LNA)。该LNA工作在6~9 GHz频段,单端输入,差分输出,采用电容交叉耦合与电流复用技术提高了增益,实现了低功耗性能。仿真结果表明,LNA电路工作在7.5 GHz中心频率时,增益高达46 dB,噪声系数为3.05 dB,输入端回波损耗为－12.5 dB,输出端回波损耗为－16.7 dB,在1.2 V电源供电下的核心消耗功耗为16 mW,核心电路面积仅为0.5 mm²。     

CDMA基站中低噪声放大器设计

叙述一种应用于CDMA2000基站前端的低噪声放大器的设计方案,根据基站接收系统架构确定低噪声放大器指标,利用安捷伦的先进设计系统软件进行仿真设计,仿真结果表明放大器工作频率在810～850 MHz频率范围内增益为18 dB左右,噪声系数0.8 dB,输入回波损耗大于15 dB,输出回波损耗大于12 dB.经实际调试与测量表明结果达到了指标要求,准备应用于杭州某通信公司的产品中.     

一种SiGe D波段高增益低噪声放大器

基于IHP 0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种工作于D波段的高增益低噪声放大器。该放大器由两级Cascode 结构和一级共发射极结构组成。利用发射极退化电感来同时实现噪声抑制和功率匹配,利用微带线进行输入输出匹配和级间匹配,采用增益提升技术来提高前两级Cascode结构的增益。仿真结果表明,该放大器在中心频率140 GHz处实现了32 dB的增益,在125~148 GHz范围内均达到30 dB以上的增益,在相同频率范围内实现了小于6 dB的噪声系数,直流功耗仅为26 mW,芯片尺寸为610 μm×340 μm。该放大器具有低噪声和高增益的特点。