一种D波段小型化定向耦合器芯片设计

基于GaAs 0.1 μm pHEMT工艺,设计了一款工作在0.1~0.14 THz的小型化定向耦合器芯片。采用加载开路枝节线的方式提高传输线的等效电长度,进而实现电路结构的小型化;利用曲折线的方式构成开路枝节线,使得耦合器的物理尺寸进一步缩小。采用电磁仿真软件仿真表明,所设计的小型化定向耦合芯片中心工作频率为0.12 THz,相对带宽大于30%,带内的回波损耗高于20 dB,带内插入损耗小于1 dB,耦合度为(10±0.5) dB,带内隔离度大于20 dB,直通端口与耦合端口相位差为90°±3.5°,其尺寸为0.21 mm×0.19 mm(不计Pad尺寸)。     

基于左手传输线的宽带巴伦设计

提出了一种基于左手传输线的新型Wilkinson巴伦,该巴伦由一个Wilkinson功分器和两条相位响应相差180°的相移 线构成,它具有结构紧凑和宽频带的特点。采用陶瓷基板薄膜加工工艺,制作了一个工作于C波段的Wilkinson巴伦。最后 测试结果显示：从4GHz到6GHz的频率范围内,输入端反射系数|S11|和输出端隔离|S23|均小于-15dB,两输出端口幅度和相 位不平衡性小于0.3dB和±2°,输出端插入损耗|S21|和|S31|大于-4dB。     

2GHz～18GHz宽带有源巴伦芯片设计

对宽带有源巴伦电路结构进行了研究,基于0.13 μm GaAs pHEMT工艺,采用电磁仿真软件设计一款2 GHz～18 GHz单片集成宽带有源巴伦芯片。经过流片加工及装配测试,有源巴伦芯片在2 GHz～18 GHz工作频段范围,输入到两输出端小信号增益分别为3.0 dB～3.5 dB、3.5 dB～4.7 dB,两输出端口幅度差≤1.2 dB,相位差180±5°以内,输出P1 dB功率值大于4 dBm,直流功耗约5 V/50 mA。芯片尺寸为1.4 mm×1.9 mm×0.07 mm。实测与仿真结果具有一定的一致性。     

宽带巴伦的研究与仿真

在宽带Marchand巴伦设计中,为获得高宽带,并得到较好的端口匹配性能,采用三线耦合微带线代替双线耦合线增加耦合度以扩展带宽。同时利用电容、电感补偿法和阻抗网络法提高端口匹配性能。仿真结果表明：在满足宽带的要求下,端口匹配度、输出平衡度和相位差都得到较大改善。在20GHz～55GHz带宽内,S22,S33均小于-15dB,S23小于-10dB,S21在-3.6dB左右,幅度差为0.1dB左右。     

基于LTCC的超宽带巴伦滤波器小型化设计

该文设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的小型化超宽带巴伦(Balun)滤波器。该巴伦滤波器由一个五阶带通滤波器和基于Marchand巴伦改进型巴伦级联组成,带通滤波器采用耦合谐振式的设计方法,设计成宽带高抑制巴伦滤波器,在二阶、三阶和四阶谐振之间创新采用电感级联的拓扑结构,使相对带宽在48%以上。巴伦输入与输出之间的耦合采用一种并联堆叠式耦合螺旋传输线,增强了传输线之间的耦合,并拓宽了巴伦的带宽。结果表明,该巴伦滤波器通带为1.71～2.76 GHz,插损均小于2.3 dB;在50～669 MHz,抑制大于35 dB;在669～1 245 MHz,抑制大于17 dB;在3 205～3 400 MHz,抑制大于27 dB;在3 400～6 000 MHz,抑制均大于30 dB。两个输出端口信号的相位差和幅度差分别为180°±15°(1 710～2 340 MHz)、180°±10°(2 500～2 760 MHz)和±1.0 dB,具有较高的通用性和良好的应用市场。     

微型蓝牙LTCC平衡滤波器的设计与研究

提出一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术实现的小型化平衡滤波器。该平衡滤波器频率范围为2.4～2.5GHz,可广泛应用于蓝牙通讯系统。在设计时利用垂直通孔互连工艺技术将滤波器和巴伦进行互连,并且集成在一个模块中,其中,蓝牙滤波器的设计采用半集总结构,Marchand巴伦采用独特的螺旋线宽边耦合带状线结构(SBCS),极大地缩小了巴伦尺寸。实现了具有阻抗变换功能的蓝牙波段微型平衡滤波器,其尺寸仅为2.5mm×2.0mm×1.2mm。测试结果表明,该平衡滤波器带内差损小于1.8dB,相位不平衡度小于±6°,均满足设计指标要求。     

微带宽带匹配3 GHz低通滤波器设计

叙述了用微带电路设计制作的宽带匹配低通滤波器的原理与设计.与常规低通滤波器不同,该滤波器输入端口在带通阻带内均呈匹配特性,他可以解决常规低通滤波器在系统连接中由于带外失配导致的带外抑制性能变劣问题.整个电路做在40×20×0.5 mm3的复合介质衬底上,实验结果表明,宽带匹配3 GHz低通滤波器带内的插损小于1.5 dB,带外抑制大于40 dB,带外驻波比小于2.5.     

一种基于微带与槽线过渡结构的超宽带功分器

提出了一种基于微带与槽线过渡结构的超宽带180°型3 dB功分器,采用扇形过渡结构替代传统的圆形过渡结构,拓展了功分器的工作带宽。该功分器仿真和测试结果吻合良好,在3.1~10.6 GHz频带内实现了插入损耗小于1.5 dB,两输出口的幅度误差小于0.8 dB,相位误差小于1°,输入端口反射系数小于-12 dB。     

基于耦合线的紧凑型巴伦带通滤波器设计北大核心CSCD

本文利用发卡滤波器和耦合线组合电路，提出了一款新型巴伦带通滤波器，其具有结构紧凑、简单及集成度高等优点。文中分析了三阶发卡滤波器原理和耦合线组合电路（即平行耦合线和终端短路反平行耦合线）输出180°相位差特性，将二者组合成巴伦带通滤波器，避免了传统巴伦带通滤波器在各路加载滤波器而造成整体系统结构尺寸偏大的问题。所设计的巴伦带通滤波器工作中心频率为2 GHz，实测3-dB带宽为6%，带内插入损耗为4.58 dB，相位差为180°±3.1°，幅度差为0 dB±0.29 dB。仿真和实测结果吻合良好，证明了该设计的可行性。     

W波段单刀双掷开关

实现了一种采用微波开关（PIN）二极管设计的低插损、高隔离度的 W波段单刀双掷开关（SPDT）。电路采用了改进的 Y 型结和梳状线高通滤波器形式的鳍线结构,有效提高了端口隔离度,降低了插入损耗。仿真结果显示,导通端口在88 GHz～99 GHz内的插入损耗小于0.7 dB,断开端口隔离度大于58 dB。测试结果显示,在频段90 GHz～95 GHz内,输入端口与输出端口1之间的插入损耗低于3.7 dB、隔离度高于33 dB;输入端口与输出端口2之间的隔离度高于33 dB、插入损耗低于3.8 dB。     

一种Q波段多孔耦合型定向耦合器

论述了一种宽带多孔耦合型定向耦合器,工作频段中心频率为40 GHz,相对带宽50%,拟用于射电望远镜Q波段接收机系统。该定向耦合器为一款结构紧凑的器件,采用对称的等间距多孔耦合形式,将主通道圆波导TE11模式信号耦合到耦合通道的矩形波导中,实现了小于-20 dB 耦合特性。为了对设计进行验证,对该定向耦合器进行了加工和测试。测试结果表明,在30~50 GHz 工作频段内,主通道反射系数小于-24.2 dB,且全频段内的端口耦合度保持在-20~-21 dB 之间。仿真与测试结果具有较高的吻合度,进一步证实了该设计可用于射电天文望远镜的Q波段接收机系统。     

基于0.18-μm锗硅BiCMOS工艺的60 GHz匹配型高隔离小型化变压器巴伦

介绍了一种工作在60 GHz频率的具有输出端口间高隔离和全端口匹配特性的小型化变压器巴伦芯片,该芯片采用0.18-μm锗硅BiCMOS工艺设计并加工。通过在60 GHz变压器巴伦的输出端口之间引入隔离电路,提高巴伦的隔离度性能并改善输出端口匹配性能;在此基础上,提出了一种基于左手材料传输线的隔离电路,能大大改善传统隔离电路中分布式传输线尺寸大的问题;为了进一步实现巴伦的小型化,在设计中采用了负载电容补偿技术,同时能改善变压器巴伦输入端口的匹配性能。设计的巴伦芯片经过电磁场仿真,其结果与在片测试结果有较高的一致性,验证了提出的设计方法,设计的巴伦芯片具有全端口匹配和输出端口间高隔离度的特性。基于实测结果,在60 GHz频率处,设计的巴伦芯片实现了超过25 dB的输出端口隔离度和优于18 dB的输出端口回波损耗,且占用尺寸极小,仅为0.022 mm²。     

微波高速QPSK 调制电路设计

介绍了微波高速正交相移键控(QPSK)调制器电路的设计和制作。电路采用环形调制电路形式,由 环形肖特基二极管堆和微波宽带巴伦结构组成。利用高速发射极耦合逻辑(ECL)差分电路驱动,在误差矢量幅度 (EVM)为5%时,在X 波段可实现调制码速率达500 Mbit/ s。通过电路优化以及补偿设计,可实现较高的电路性能。 经产品测试,在X 波段,转换损耗小于12 dB,幅度和相位一致性小于±0. 25 dB 和±2°,载波抑制优于-38 dBc。该设 计结构简单、精度高、可靠性高,对微波高速调制电路工程应用具有一定的参考意义。     

高功率微波宽带波导定向耦合器设计

为满足高功率微波测量需求,设计一种X波段宽带的波导定向耦合器。为达到宽带设计要求,该耦合器采用多孔耦合结构,利用切比雪夫分布函数得到每组耦合系数,同时修正耦合臂引入的截止衰减影响,根据耦合理论得到每组小孔的初始尺寸,最后基于软件优化后得到满足预期设计要求的宽带耦合器。根据仿真结果,该耦合器在8.2~12.4 GHz频带范围内的耦合度为40 dB,带内波动小于1 dB,方向性优于30 dB,连续波功率容量达到0.84 MW;实测耦合度为38~ 39 dB,端口反射小于-20 dB,可满足MW级高功率微波脉冲测量系统的应用需求。     

一种工作于4GHz的正方形微带巴伦设计

传统结构巴伦是一端开路的对称四端口网络,在奇偶模分析的基础上,对传统的巴伦结构进行改进,设计了一种工作于4GHz的正方形微带巴伦。利用HFSS进行仿真分析,并加工成实物。测试结果表明,在3.7 ~ 5GHz范围内,|S11|小于-10dB;在工作频段内,|S21|与|S31|均大于-4dB,S21与S31之间的相位差在178度到183度范围内。该巴伦结构简单、实现成本较低,可应用于无线局域网、射频识别等领域。     

微波窄带带通滤波器的设计

分析了微带线窄带滤波器设计的基本理论,借助AgilentADS仿真软件完成了中心频率位于L波段的窄带带通滤波器的设计。该滤波器选用切比雪夫的原型结构,并由耦合微带线构成,其通带为1．9GHz～2．1GHz,通带内衰减小于1．5dB,起伏小于0．5dB,在1．7GHz和2．3GHz衰减大于20dB,端口反射系数小于-15dB。版图仿真结果满足滤波器设计要求。     

一种无需接地结构的巴伦设计

研究了一种新型的耦合线巴伦结构的设计。该巴伦结构简单,仅包含一对耦合线和一根独立传输线,可在单层PCB板上实现,无需任何接地结构。文中给出了该巴伦的设计公式,并分析了在不同端口阻抗比情况下理想电路的阻抗取值范围。该结构中设计参数灵活,还可以通过改变传输线的阻抗值来调整工作带宽。此外,从设计公式中可看到这种结构也很适合设计具有较大的端口阻抗比的巴伦。文中对设计进行了实物样品加工,其工作频率为1.5GHz。其测试结果与理想电路、三维仿真曲线都很吻合。     

基于新型宽带半模SIW巴伦的双平衡混频器

利用新型宽带半模基片集成波导(SIW)巴伦,设计制作了一个X波段双平衡混频器.利用SIW上下导带电流相位相差180°的原理,经优化设计使该巴伦具有体积小、带宽大、平衡性好等特点.测试结果表明,该双平衡混频器在8.7～9.7GHz的频率范围内变频损耗小于9dB,最小可达7.3dB;噪声系数小于10dB,实物面积为60mm×68mm.     

基于耦合带线超宽带耦合器的分析与设计

介绍了一种基于耦合带线超宽带耦合器的分析与设计。实际设计的超宽带3dB耦合器在1.2~4.2GHz相对带宽110%的频带内,插入损耗小于0.5dB,带内波纹大于-0.25dB小于 0.35dB,端口隔离大于17dB,端口驻波小于1.3。     

宽频带四端口馈源网络系统设计

展宽现有卫星通信频段的带宽是增大通信容量的有效途径之一。为将C波段通信接收频段带宽展宽为3.625~4.800 GHz,发射频段展宽为5.850~7.025 GHz,该文设计了一种宽频带、结构紧凑、双线极化四端口馈源网络系统,通过采用宽带正交模耦合器与E面侧壁耦合T-接头宽带频率双工器,拓宽了馈源网络的工作带宽,由于该工作频带超过了标准波导的工作带宽,网络各部件的设计采取了非标波导,该文设计了八边形过渡波导解决了系统各部件在整个频带内的匹配问题。研发和测试了该馈源网络系统,测试与仿真结果吻合良好。实测结果表明,所有端口电压驻波比小于1.35,插入损耗小于0.5 dB,收发隔离度大于95 dB。