多通道射频收发前端关键模块及集成研究

近年来,随着无线技术应用以及各类网络系统进入人们的生活,人们对于射频微波技术的了解越来越多,也更加依赖该技术提高生活质量。本文将以多通道射频收发前端设计为例,分析了前端PCB板设计及整体布局以及实物图,希望能够为多通道射频收发前端关键模块及集成发展贡献一份力量。     

无线收发前端小型化巴伦的研究

针对射频前端的小型化巴伦展开研究,在理论分析上,从变压器型巴伦的原理出发,将电磁场数值方法和微波网络理论相结合,将标准散射（S）参数和混合散射（S）参数相结合,提出了新颖的巴伦特性的理论研究方法;在实际应用上,利用高阻性硅基集成无源器件（Integrated Passive Device,IPD）技术,经过电磁仿真和优化,设计和制作了基于交叉耦合平面螺旋线结构的小型化变压器型巴伦.巴伦的尺寸仅为1.85 mm×1.6 mm,10 dB单端回波损耗带宽为2.07~2.80 GHz,频带内插入损耗小于0.98 dB,差分对幅度失配小于0.43 dB,相位失配小于3.8°,仿真结果得到了实验验证.     

集成本振小型化L 波段多通道组件

设计多通道变频系统时,需要在有限的设备空间内包含完整功能的模块。这就要求在满足性能指标的前提下,模块体积尽量小、功能尽可能多、集成度尽可能高。文中采用小型化频率源、射频信号穿墙技术并内置本振功分电路的方法,设计了一款变频组件。在保证功能以及性能的前提下,相比于传统设计方法,文中的设计方法有效将组件模块的体积减小为原来的70%、重量减轻为原来的50%,有利于系统的小型化以及通用化。经实物加工与测试,验证了该方案的可行性与实效性。     

S波段射频前端小型化的设计与实现

随着相控阵雷达技术的发展,射频前端作为T/R组件的核心器件,向高性能、高可靠、多功能、小型化及低成本趋势不断发展。本文使用GaN功率器件和微组装技术,结合几种关键器件小型化设计的方法,设计了S波段小型化射频前端。在6~8 dBm输入的条件下,发射通道输出功率达到200 W,效率达到50%以上;接收通道可实现30 dB的增益和1.5 dB噪声系数的设计指标。该技术已广泛用在射频相关产品中。     

基于微波多层板的小型化多通道接收前端设计

基于微波多层板技术,通过对单片微波集成电路(MMIC)、微机电系统(MEMS)和低温共烧陶瓷(LTCC)滤波器等微组装工艺的优化和分析,使多通道接收前端进一步实现小型化设计和应用。同时,对电路和结构进行改进,使前端组件具有更好的幅相一致性和高隔离度。最终实现的C频段四通道接收前端尺寸为120 mm×50 mm×12 mm,幅相一致性分别小于±0.8 d B和±5°,通道间隔离度高于60 d Bc。该设计方法的实现为小型化多通道接收前端的工程化应用提供了一种有效的解决方案。     

L波段数字声广播接收机CMOS集成模拟前端

本文设计了使用CMOS工艺,单片集成的L波段数字声广播(DAB)接收机模拟前端.接收机前端应用了三种方法来提高镜像抑制度:低中频双正交weaver结构比一般的同相/正交(I/Q)两路下变频结构具有更高的镜像抑制能力;镜像抑制低噪声放大器(LNA)提供了额外的镜像信号抑制;具有相位和幅度校正功能的本振驱动器提供了更精确的正交本振信号.仿真显示接收机前端对镜像信号的抑制超过65dB,其级联噪声指数为4dB,输出三阶交调指数为22dBm.接收机前端使用TSMC 0.25μm CMOS工艺制作,版图核心面积为9mm²,目前正在测试中.     

一种小型化射频收发前端的设计

介绍了一种新颖的小型化射频收发前端设计方法,采用这种方法在LTCC基片上实现了一款L波段双频段射频收发前端,其电路尺寸仅为6.5mm×5mm×0.5mm。样品测试结果表明,该射频收发前端的各项性能指标均达到了设计预期要求,并且具有接收损耗低、收发隔离度高等优点。文章分工作原理介绍、详细电路设计、三维结构实现、参数仿真优化几个方面对整个设计过程进行了较为详细的讲解,最后结合测试曲线对样品的测试结果作了简单分析。     

K波段小型化收发前端的研制

为了显著降低K波段雷达收发前端的尺寸,提高系统性能,研究了一种基于低阻硅埋置腔体和BCB/Au金属互连的毫米波系统级封装技术,采用两层BCB涂覆的方式改善了BCB覆盖不均的情况。制备的K波段雷达收发前端中包含压控振荡器、低噪声放大器、混频器及功分器,尺寸仅有6.4*5.4 mm2,测试结果显示,在22.5 GHz 到 22.9 GHz的频带内,发射功率大于11dBm,中频增益大于10dB, 发射端到中频输出端隔离度大于30dB,满足系统小型化、高性能的需求。     

Ka波段混合集成前端

介绍最近研制成功的8毫米波混合集成前端的设计方法和测试结果，该前端由本征模块、发射机和接收机组成，具有高指标、小型化、轻量化和高可靠等优点，测量结果表明，在工作频带内，发射功率大于350mW，接收机噪声系数小于3.0dB。     

无源超高频电子标签射频模拟前端设计

基于对射频识别技术（RFID）物理基础的介绍,并阐述射频识别技术（RFID）的作用范围,介绍了无源超高频电子标签射频模拟前端设计的实现原理框图。通过对ISO 18000.6B协议相关规定的分析,合理地确定了模拟前端和射频前端各个模块的设计指标,并就这些规定的指标设计出了中心频率为915MHz的无源超高频电子标签芯片射频模拟前端。     

18～40GHz超宽带小型化接收前端的仿真设计

研制了一种基于混合集成技术的18～40 GHz超宽带毫米波小型化接收前端,针对变频方案进行了设计,通过合理的频谱规划,使其能够满足系统要求。对宽带增益平坦度与镜像频率抑制2个指标实现进行了简要介绍,对关键的无源电路、增益均衡器与高抑制度带通滤波器进行了联合仿真设计,并通过详细的实际指标测试证实了仿真的准确性,提出了有效解决超宽带信道平坦度与高抑制度的实现方法。     

接收机射频前端噪声特性分析

噪声是影响接收机灵敏度的重要因素之一。接收机引入的噪声越小,接收机灵敏度就越高。分析了接收机噪声,给出了射频前端噪声系数与接收机灵敏度的关系,论述了几种改善射频前端噪声系数的方法。     

电离层探测仪多通道激励源的设计

新设计的系统采用5通道激励源,使用5副对数周期天线作为发射阵列,采用数字波束技合成技术控制天线阵列。除原有的调相脉冲体制,增加了线性调频连续波体制,此体制具有良好的距离分辨率和多普勒不敏感性,可实现对快速运动目标的跟踪探测。每个激励源采用可编程门阵列为主时序控制器,直接数字频率合成进行频率合成,PC机与发射机之间的通信利用通用串行总线架构来实现。采用模块化设计,便于后续的维护和升级。目前已应用于实验室的日常探测之中。     

主动式雷达导引头三通道集成接收前端设计

介绍了一种主动式雷达导引头三通道集成接收前端的设计方案及技术要点,全文围绕小型化设计思想,详细阐述了各主要关键部件Ku波段单刀单掷开关、低噪声放大器、镜像抑制混频器及单通道接收机等电路设计及测试结果,并最终实现了多功能部件的系统集成,整个集成接收前端具有低噪声、高增益、高隔离度、高镜像抑制及集成度高的特点,在主动式雷达导引头前端系统中具有较好的应用前景。     

一种基于Lange耦合器的S波段小型化集成功放

设计了一种全部采用国产芯片研制的小型化集成功放模块。该模块采用一种全新的结构模式,通过Lange耦合器将GaAs MMIC单片、单电源GaAs功率芯片和硅功率芯片混合集成,使得其体积比同等性能的功率放大器减小。测试结果表明,在工作电压36V、脉宽300μs、占空比10%的测试条件下,2.7～3.1GHz或3.1～3.4GHz带内输出功率均能达到50W,36V电源效率大于40%。     

基于LTCC的高集成度射频前端研究

针对现代通信电子战系统对小型化射频前端的需求,该文基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术研制出工作在30~3 000 MHz,具有高集成度的射频前端模组。该模组尺寸仅为48mm×46mm×12mm,质量仅为68.5g,在满足技术指标的同时,体积与质量均减小到原有产品的1/7。此外,该文还对三维互联和隔离度优化等高度集成关键技术进行了总结和分析。     

用于手术剪的超高频无源小型化RFID标签天线设计

为了加强对医疗器械的跟踪管理,尤其是对手术前后手术剪数量的有效监测,设计了一款可应用于手术剪的超高频(UHF)无源小型化射频识别(RFID)标签天线。该标签天线采用集总元件加载技术以及短路技术方法实现了天线的小型化设计。通过对电容容值以及天线结构尺寸的调整,可实现对标签天线谐振频率以及标签天线特性阻抗的调节。标签天线结构参数经仿真优化,最终设计尺寸为6 mm×3 mm×1 mm。标签嵌入手术剪中的最大读取距离为1.2 m。根据仿真结果对天线加工并对实物进行测试,测试结果与仿真结果吻合较好。     

宽带数字接收机射频前端电路设计

宽带数字接收机在无线电频谱管理领域内具有重要的应用,其中射频前端电路指标对整机设备性能的影响显著。文中介绍了一种射频前端电路通用的设计方案,重点分析了各射频器件性能指标对接收机链路的影响,以及对无线电监测与测向结果的影响。最终提出了改进电路拓扑结构设计的措施与办法,并给出了基于该设计思路的具体工程应用实例,取得了良好的应用效果。     

基于单片机与8254计数器的多通道脉冲模拟源设计

首先介绍由80C196KB单片机控制8254计数器和CPLD进行通道选择、频率和计数值任意设定的脉冲模拟源的具体设计方案,重点介绍由8254计数器级联产生可变脉冲个数与频率的原理,并对通道的控制选择与脉宽的调制做简单说明。实验表明,该方案具有精度高、可靠性好等优点,已成功应用于某测试系统中并具有一定的通用性。