基于InP HBT工艺的高功率高谐波抑制W波段宽带八倍频器MMIC

基于0.7μm InP HBT工艺,设计实现了一种高功率高谐波抑制比的W波段倍频器MMIC。电路二倍频单元采用有源推推结构,通过3个二倍频器单元级联形成八倍频链,并在链路的输出端加入输出缓冲放大器,进一步提高倍频输出功率。常温25℃状态下,当输入信号功率为0 dBm时,倍频器MMIC在78.4~96.0 GHz输出频率范围内,输出功率大于10 dBm,谐波抑制度大于50 dBc。芯片面积仅为2.22 mm²,采用单电源+5 V供电。     

一款W波段GaN HEMT高谐波抑制八次倍频器MMIC

报道了一款采用0.1μm GaN HEMT工艺制作的W波段八次倍频器芯片。该芯片集成了3个二次倍频器和1个驱动放大器。二次倍频器采用有源平衡电路结构以实现较好的功率输出和有效的基波和奇次谐波抑制;驱动放大器采用单级负反馈电路结构,在实现良好输入输出匹配的同时兼顾增益平坦度。最终实现的八次倍频器芯片3 dB工作带宽为16 GHz(84～100 GHz),输出功率大于13 dBm,谐波抑制度大于40 dBc,带内谐波抑制度大于60 dBc。芯片面积3.6 mm×1.7 mm。     

GaAs PHEMT工艺V波段有源二倍频器MMIC

基于标准GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计了一个输出频率在V波段的有源二倍频器单片微波集成电路(MMIC),实现了高输出功率和良好的谐波抑制特性.芯片内部集成了180°马逊巴伦、对管变频和输出功率放大器等电路.重点优化设计了马逊巴伦的版图结构,在宽带内具有良好的相位和幅度特性;分析了对管变频结构电路的原理,确定其最佳工作电压在压断电压附近;设计了V波段两级放大器电路,对带内信号放大的同时抑制了带外谐波信号,提高了整个倍频器的输出功率.芯片采用微波探针台在片测试,在外加3.5V电源电压下的工作电流为147 mA;输入功率为14 dBm时,在55～ 65 GHz输出带宽内的输出功率为13 dBm;带内基波抑制大于20 dBc,芯片面积为2.1 mm×1.3 mm.此倍频器MMIC可应用于V波段通信系统和微波测量系统.     

基于InP HBT工艺的宽带非线性传输线梳谱发生器MMIC设计

基于NEDI0.7μmInP HBT工艺,设计了一种宽带非线性传输线梳谱发生器MMIC,输出频率范围覆盖DC-100GHz,最大倍频次数高达60.梳谱发生器由40级非线性传输线单元级联构成,每个非线性单元由高阻微带线以及基极-集电极短接的晶体管组成.在一定功率的正弦波或方波信号驱动条件下,芯片输出端可以得到系列高次脉冲...     

GaAs pHEMT工艺6～18GHz有源倍频器MMIC

基于GaAs pHEMT工艺,设计了一个6～18 GHz宽带有源倍频器MM IC,最终实现了较高的转换增益和谐波抑制特性。芯片内部集成了输入匹配、有源巴伦、对管倍频器和输出功率放大器等电路。外加3.5 V电源电压下的静态电流为80 mA;输入功率为6 dBm时,6～18 GHz输出带宽内的转换增益为6 dB;基波和三次谐波抑制30 dBc。当输出频率为12 GHz时,100 kHz频偏下的单边带相位噪声为-143 dBc/Hz。芯片面积为1 mm×1.5 mm。     

MMIC毫米波倍频器的研究

在介绍倍频器工作原理、各种实现方法及其优缺点的基础上,阐明了采用MMIC(单片微波集成电路)工艺实现高性能、高可靠性、小型化毫米波倍频器芯片的技术特点及应用需求,比较了单管和平衡两种不同结构MMIC毫米波倍频器的优点与不足,全面综述了国内外对MMIC毫米波倍频器的研究情况,介绍了MMIC毫米波倍频器的最新研究进展,展望了MMIC毫米波倍频器的发展趋势,提出了一些建议。     

基于InP基HEMTs的W波段高增益低噪声放大MMIC

本文基于自主研发的InP基高电子迁移率晶体管工艺设计并制作了一款W波段单级低噪声放大单片毫米波集成电路。共源共栅拓扑结构和共面波导工艺保证了该低噪声放大器紧凑的面积和高的增益,其芯片面积为900 μm×975 μm,84 GHz-100 GHz频率范围内增益大于10 dB,95 GHz处小信号增益达到最大值为15.2 dB。根据调查对比,该单级放大电路芯片具有最高的单级增益和相对高的增益面积比。另外,该放大电路芯片在87.5 GHz处噪声系数为4.3 dB,88.8 GHz处饱和输出功率为8.03 dBm。该低噪声放大器芯片的成功研制对于构建一个W波段信号接收前端具有重要的借鉴意义。     

基于InGaP/GaAs HBT的高效率高谐波抑制功率放大器

将基于InGaP/GaAs HBT工艺的高线性功率放大器芯片、CMOS控制芯片、输出匹配电路集成于双层基板,研制了一款工作在S波段的高效率、高谐波抑制功率放大器模组(MCM)。通过在输出匹配电路中引入多个LC谐振网络,抑制了输出信号的高次谐波分量,改善了放大器模组的线性度和效率。在电源电压4 V、静态电流220 mA、工作频率1.9～2.1 GHz条件下,其小信号增益大于34.3 dB,1 dB压缩点输出功率大于34.3 dBm,功率附加效率大于44.2%,谐波抑制比小于-55.0 dBc;采用21.6 kHzπ/4正交相移键控(QPSK)方式调制信号,功率放大器模组输出功率为34 dBm时,其误差向量幅度(EVM)小于3.1%,第一邻近信道功率比(ACPR1)小于-31 dBc,第二邻近信道功率比(ACPR2)小于-41 dBc。该放大器模组可广泛应用于卫星通信等领域。     

基于0.15 μm GaAs pHEMT工艺的X波段自混频三倍频器

基于0.15 μm GaAs pHEMT工艺,设计了一种自混频三倍频器,实现了将X波段信号倍频为Ka波段信号。仿真结果表明,该三倍频器的相对带宽为16%,频率覆盖范围为8.9~10.5 GHz,涵盖了大部分的X波段。当输入信号为0 dBm时,在9.5 GHz频点处的输出功率为-12 dBm。在带宽范围内,谐波抑制比大于15 dBc。采用渐变形电感,提高了电感的Q值,实现了去耦电容接地的无源Marchand巴伦。仿真结果表明,无源巴伦的相对带宽达到120%,幅值平衡度得到了有效提高。该三倍频器具有0.4 V、0.8 V、1 V三个直流偏置,芯片尺寸为1.9 mm×0.67 mm。     

基于InGaP/GaAs HBT的X波段MMIC功率放大器研制

研制了X波段的InGaP/GaAs HBT单级MMIC功率放大器,该电路采用自行开发的GaAs HBT自对准工艺技术制作.电路偏置于AB类,小信号S参数测试在8～8.5GHz范围内,线性增益为8～9dB,输入驻波比小于2,输出驻波比小于3,优化集电极偏置后,线性增益为9～10dB.在8.5GHz进行连续波功率测试,在优化的负载阻抗条件下,P1dB输出功率为29.4dBm,相应增益7.2dB,相应PAE〉40%,电路的饱和输出功率Psat为30dBm.     

基于InGaP/GaAs HBT的X波段MMIC功率放大器研制

研制了X波段的InGaP/GaAs HBT 单级MMIC功率放大器,该电路采用自行开发的GaAs HBT自对准工艺技术制作.电路偏置于AB类,小信号S参数测试在8～8.5GHz范围内,线性增益为8～9dB,输入驻波比小于2,输出驻波比小于3,优化集电极偏置后,线性增益为9～10dB.在8.5GHz进行连续波功率测试,在优化的负载阻抗条件下,P1dB输出功率为29.4dBm,相应增益7.2dB,相应PAE＞40%,电路的饱和输出功率Psat为30dBm.     

国外InP HEMT和InP HBT的发展现状及应用

在毫米波段,InP基器件由于其具有高频、高功率、低噪声及抗辐射等特点,成为人们的首选,尤其适用于空间应用.InP HEMT和InP HBT已在卫星、雷达等军事应用中表现出了优异的性能.分别介绍了InP HEMT和InP HBT器件及电路的发展现状,现在能达到的最高性能及主要生产公司等,其中InP HEMT又分别按低噪声和功率进行了详细介绍.介绍了它们在军事上的主要应用,以具体的应用实例介绍了在卫星相控阵雷达系统天线中的T/R模块中、航天器和地面站的接收机中、以及雷达和通信系统中的应用情况、达到的性能及可靠性等.并根据国外InP器件和电路的发展现状总结了其未来发展趋势.     

基于1um磷化铟DHBT工艺的W波段推推式单片二倍频器

设计了基于1um磷化铟双异质结晶体管工艺的W波段二倍频器单片电路. 采用有源巴伦将单端输入转化为差分输出. 在推推结构的输出口端接谐振网络, 提取二次谐波. 多级差分结构提高倍频增益, 抑制基波频率. 该单片电路集成了18个双异质结晶体管, 芯片面积为 0.55毫米×0.5 毫米. 测试表明在75GHz到80GHz频率范围内, 输出功率大于5.8dBm, 基波抑制大于16dBc, 倍频增益大于4.7dB.     

一种有源相控阵天线高谐波抑制设计

体系化作战中,不同波段雷达距离较近时,常出现谐波干扰,雷达天线需要进行谐波抑制设计提高电磁 兼容性(EMC)。文中以某相控阵雷达天线样机为例,首先建立了发射链路模型,并据此分析了谐波来源及传播路径; 然后,从屏蔽隔离和传输链路两条路径进行谐波抑制设计。一方面,通过功率器件的封装、T/ R 组件的壳体以及密闭的 高频舱实现三级屏蔽隔离设计;另一方面,给链路中的环形器、滤波器、天线以及阵列合成等环节分配了谐波抑制指标, 并分别介绍了实现方法。最后介绍了该样机的发射谐波测试结果,其谐波抑制能力达到了-130 dBc 以上。     

KU波段GaN MMIC功率放大器的研究

测试验证了谐波的源端阻抗对于器件的性能以及输出特性有很大的影响,所以基波匹配中不能忽视谐波的影响。基于此研制了一款采用0.25μm工艺GaN 功率MMIC 12-17GHz放大器芯片,源端加入了谐波控制的部分。后期通过管壳测试以及后仿真分析功放的性能,提出一些改进芯片的方法。芯片采用二级放大的结构。末级匹配电路采用功率匹配,兼顾功率和效率;级间考虑二次谐波的匹配,进一步提高效率。输入和级间均采用有耗匹配,提高稳定性。芯片在12-17 GHz范围内漏压28V,输出功率35dBm,功率增益14-15dB,最大功率附加效率大于40%。     

高增益K波段MMIC低噪声放大器

基于0.25μm PHEMT工艺,给出了两个高增益K波段低噪声放大器.放大器设计中采用了三级级联增加栅宽的电路结构,通过前级源极反馈电感的恰当选取获得较高的增益和较低的噪声;采用直流偏置上加阻容网络,用来消除低频增益和振荡;三级电路通过电阻共用一组正负电源,使用方便,且电路性能较好,输入输出驻波比小于2.0;功率增益达24dB;噪声系数小于3.5dB.两个放大器都有较高的动态范围和较小的面积,放大器1dB压缩点输出功率大于15dBm;芯片尺寸为1mm×2mm×0.1mm.该放大器可以应用在24GHz汽车雷达前端和26.5GHz本地多点通信系统中.     

C波段双栅砷化镓场效应管三倍频器的研制

本文介绍了将双栅GaAs MESFET应用在三倍频器上的工作原理,设计思想,实验研制及在C波段的实验结果.这种三倍频器具有一定的倍频增益.目前国内还未见到同类产品.     

温度补偿高谐波抑制功率放大器的设计

针对无线通信应用系统,采用了一种具有温度补偿特性的偏置电路和一种带有谐波抑制功能的输出匹配网络,设计了一款高线性高谐波抑制的功率放大器。该功率放大器采用InGaP/GaAs HBT工艺,工作频率为1.84 GHz,供电电压为4.5 V,偏置电压为2.85 V。测试结果表明,常温下,功率放大器的增益为32 dB,饱和输出功率可达33 dBm,二次、三次谐波分量都小于-55 dBc,在输出功率为24.5 dBm时,邻道抑制比为-47 dBc,在-40～85℃温度变化范围内,功率放大器增益与邻道抑制比基本不变。     

一种螺旋巴伦结构的毫米波二倍频器MMIC设计

基于GaAs肖特基二极管工艺,研制了一款无源毫米波二倍频器单片微波集成电路(MMIC).该电路的拓扑结构包含并联二极管对,输入巴伦和输入、输出匹配电路,其中输入巴伦为螺旋型Marchand巴伦,使电路输入输出端具有奇偶次谐波相互隔离的特点,不仅抑制了输出奇次谐波,而且增加了线间的耦合,显著减小了芯片的面积.在设计软件对电路进行仿真优化的基础上,经过实际流片并对芯片进行了测试,实现了输入功率为15 dBm时,输出频率在44～60 GHz处,输出功率大于-1 dBm,变频损耗小于16 dB,对基波和各次谐波抑制度大于30 dBc的技术指标.芯片实际尺寸为1.45 mm×1.1 mm.