毫米波GaAs pin单刀单掷开关单片

采用GaAs pin二极管,完成了15～40GHz的单刀单掷开关单片的设计、制作.GaAs pin二极管SPST开关单片具有低插损、高隔离、高功率的特点,在15～20GHz带内插损0.6dB,驻波优于1.5,隔离度大于40dB;在20～40GHz带内插损小于1.1dB,驻波优于1.35,隔离度大于35dB.pin二极管SPST开关单片的1dB功率压缩点P-1大于2W.GaAs pin二极管开关单片采用MOCVD生长的GaAs 纵向pin二极管材料结构,76mm GaAs圆片工艺加工制作.     

应用于5G微波开关的GaAs pin开关二极管

研制了一种基于6英寸(1英寸=2.54 cm)GaAs外延片的具有高隔离度、低插入损耗的pin开关二极管。采用台面垂直结构以提高器件的工作频率、改善表面击穿电压。提出了采用分步腐蚀法对高台面腐蚀的深度和均匀性进行精准控制。金属互连线使用空气桥互连技术,解决高台面连线困难的问题。p型欧姆接触金属采用Ti/Pt/Au,比接触电阻约为5×10^-6Ω·cm²。在无源器件部分制备了电容密度约为597.5 pF/mm²的金属-绝缘体-金属(MIM)电容和方块电阻约为48.5Ω/的TaN电阻并进行了钝化。该pin开关二极管的开启电压约为1.1 V,反向击穿电压约为25 V。使用该pin二极管设计制备了一款单刀双掷(SPDT)开关,在35 GHz频率下,测得该SPDT开关的隔离度约为28 dB,插入损耗约为1.2 dB,适用于5G微波通信的开关设计制造。     

一种高性能X波段GaAs开关滤波器芯片

基于0.25μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,研制了一款高性能X波段四路开关滤波器微波单片集成电路(MMIC)芯片。芯片内集成了输入和输出单刀四掷(SP4T)开关、驱动器和带通滤波器,实现了开关滤波功能。输入和输出SP4T开关结构相同,各支路都采用串-并联混合形式实现。驱动器集成在片内,由一位低电平(0～0.4 V)或高电平(3.3～5.5 V)信号控制SP4T开关中某一支路的导通或关断。带通滤波器采用分布参数梳状线结构,开路端加载金属-绝缘体-金属(MIM)电容,减小滤波器尺寸的同时拓宽了其阻带带宽。该开关滤波器芯片频率覆盖9.85～12.4 GHz,尺寸为4.5 mm×4.5 mm×0.15 mm。探针在片测试结果表明,开关滤波器芯片4个支路的中心插入损耗均小于6.2 dB,通带内回波损耗优于17 dB,典型的带外衰减大于40 dB。     

8~20GHz GaAs pin二极管单片单刀双掷开关

基于中国科学院微电子研究所的GaAs pin二极管工艺,设计、制作并测试了一种单片单刀双掷开关. 在8~20GHz频段内,开关正向导通时的插入损耗最小值为1.5dB,输入和输出端的回波损耗大于10dB;开关关断状态的隔离度最大值为32dB. 开关的支路采用串联-并联-并联的结构,其中的GaAs pin二极管基区厚为2.5μm. 在1.3V的偏置电压下,正向导通的串联二极管工作电流为7mA.     

8～20GHz GaAs pin二极管单片单刀双掷开关

基于中国科学院微电子研究所的GaAs pin二极管工艺,设计、制作并测试了一种单片单刀双掷开关.在8～20GHz频段内,开关正向导通时的插人损耗最小值为1.5dB,输入和输出端的同波损耗大于10dB;开关关断状态的隔离度最大值为32dB.开关的支路采用串联-并联-并联的结构,其中的GaAs pin二极管基区厚为2.5μm.在1.3V的偏置电压下,正向导通的串联二极管工作电流为     

基于GaAs PHEMT工艺的超宽带多通道开关滤波器组MMIC

基于0.25μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,研制了一款超宽带7路开关滤波器组单片微波集成电路(MMIC)芯片。芯片内集成了开关、驱动电路和带通滤波器,实现了开关滤波功能。开关采用反射式串-并联混合结构;译码器和驱动电路控制某一支路开关的导通或关断;带通滤波器由集总电感和电容组成。该开关滤波器组芯片通带频率覆盖0.8～18 GHz。探针测试结果表明,开关滤波器组芯片各个支路的中心插入损耗均小于8.5 dB,通带内回波损耗小于10 dB,典型带外衰减大于40 dB。为后续研发尺寸更小、性能更优的开关滤波器组提供了参考。     

基于GaAs PHEMT工艺的Ka波段三通道开关滤波器

基于0.15μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计了一款22～42 GHz的宽带三通道开关滤波器芯片。该开关滤波器由单刀三掷开关、带通滤波器、控制电路构成。开关采用场效应晶体管(FET)串并结合结构实现。带通滤波器采用梳状结构,一端加载金属-绝缘体-金属(MIM)电容实现。芯片集成了2∶4线译码器作为控制电路,实现通道的选择和切换。芯片尺寸为3.0 mm×2.4 mm×0.1 mm。测试结果表明,三个通道的插入损耗均小于8.5 dB,带内回波损耗均小于-10 dB,带外衰减均大于40 dB。该开关滤波器芯片具有插入损耗小、隔离度高、集成度高、阻带宽的特点。     

毫米波GaAs pin单刀单掷开关单片

采用GaAs pin二极管,完成了15～40GHz的单刀单掷开关单片的设计、制作.GaAs pin二极管SPST开关单片具有低插损、高隔离、高功率的特点,在15～20GHz带内插损0.6dB,驻波优于1.5,隔离度大于40dB;在20～40GHz带内插损小于1.1dB,驻波优于1.35,隔离度大于35dB.pin二极管SPST开关单片的1dB功率压缩点P-1大于2W.GaAs pin二极管开关单片采用MOCVD生长的GaAs 纵向pin二极管材料结构,76mm GaAs圆片工艺加工制作.     

宽带pin二极管单刀双掷开关的设计与实现

采用两个pin二极管设计、仿真,制作了一个8～20 GHz并联结构的高功率容量的单刀双掷开关。首先通过采用一个新的电路结构,该电路结构除了传统的并联pin单刀双掷开关结构外,还有微带线匹配电路部分,克服了并联结构单刀双掷开关难以实现大的带宽的缺点。然后选择合适的二极管,根据其参数,建立开路、短路等效电路模型;利用Ansoft Designer软件对电路进行了仿真和优化。最后根据优化结果制作并测试了单刀双掷开关。该单刀双掷开关插入损耗在频率8～20 GHz内小于1.7 dB,在频率8～15 GHz内小于1.5 dB;开关隔离度在整个频带内大于21 dB;在14 GHz耐功率容量大于10 W(CW)。     

基于分频器的开关滤波器组件的设计

选频网络广泛用于通信领域,开关滤波器是选频网络中的关键部件。主要介绍了利用单刀多掷开关、分频器和带通滤波器将一个宽带信号根据频率控制码分成多路输出,各路的信号频段均不相同,并通过补偿技术保障各路信号的输出平坦度。组件的测试结果:杂散抑制大于60dBc;输出信号平坦度常温下小于1.5dB,全温小于3dB;开关时间小于100ns;输入输出驻波小于1.5。     

采用EWC单相单向换能器的SAW滤波器组

采用带旁瓣的ＥＷＣ单相单向换能器技术，研制中等相对带宽（５．６％～７．１％）和具有好矩形度的声表面波滤波器组。该滤波器组用于通信电子对抗，工作频率为３０～４０ＭＨｚ，各信道的矩形系数为１．６，信道插入损耗１５ｄＢ，滤波器组输入端口的驻波系数小于１．５。     

数控可选通微带滤波器组的设计与仿真

设计了宽频带数控可选通微带滤波器组,采用微波开关实现滤波器组的单个选通。分析了电容加载谐振器的谐波特性,每个带通滤波器被设计成梳状线结构,并用先进的设计系统(ADS)优化其结构参数。数控滤波器组由两片带译码器的微波开关芯片和4个微带滤波器构成。仿真结果表明,三位二进制编码控制每个滤波器的通断,可实现500～2 000 MHz频段滤波器的选通。     

基于场型分布的滤波器腔间耦合极性辨别方法

谐振腔体间的耦合极性是决定滤波器传输零点数量和位置的重要参数。传统方法在确定耦合极性的过程中,需要在理想电壁和理想磁壁边界条件下多次进行本征模仿真,步骤复杂且耗时很长。为解决这一问题提出了一种耦合极性快速辨别方法,该方法通过对耦合腔体进行一次本征模全波仿真,从最低本征谐振频率对应的场分布角度即可快速判断腔体耦合极性。文中分析了一个复杂耦合情况算例,并与传统方法分析得出的结论进行对比,结果的一致性证明了该方法的准确性,具有较好的工程实用性。     

A Miniaturized Bandwidth Reconfigurable Bandpass Chip Filter with Semi-lump ed Topology and GaAs pHEMT Technology

A miniaturized reconfigurable bandpass chip filter with semi-lumped topology and Gallium Arsenide pseudomorphic High electron mobility transistor (GaAs pHEMT) technology is proposed. Semi-lumped topology is employed to instead the traditional lumped inductor with microstrip transmission line, which can reduced the size of the tunable filter significantly. Three-order series and shunt resonated bandpass filter is implemented with shorted stubs and metal-insulator-metal capacitors. Two transmission zeros are introduced with the series resonator and the shunted GaAs FET. By tuning the gate bias circuit of the FET, the capacitance of the series resonator is changed and the bandwidth of the filter is adjusted correspondingly. An equivalent circuit model is developed to interpret the mechanism of the proposed filter circuit. A reconfigurable on chip filter sample operated at 10GHz is fabricated to validate the design. Two fractional bandwidth of 14.3％and 23.5％are tuned with bias voltage of the FET, while insertion loss of 2.4dB and 2.2dB are observed with the filter, respectively. The area of the chip filter is 0.86 × 0.96mm2 and is equivalent to an electrical length of 0.08 × 0.09λg2 at center frequency. Measurement results agree well with the simulation ones.     

基于RF MEMS开关的交指型可切换带通滤波器设计

为了有效解决信号/频谱分析仪等微波测试仪器尺寸较大、信号损耗高、选通切换效率差等问题,将射频MEMS开关引入交指型可切换滤波器结构中。通过MEMS四掷开关选择具有不同中心频率的交指型谐振器,实现在6~14 GHz内四个频率的射频信号切换过滤。利用HFSS电磁波仿真软件对滤波结构的几何参数进行优化计算,得到四个可切换频率的插入损耗,分别为1.26 dB@6.86 GHz、1.03 dB@9.16 GHz、1.23dB@11.78 GHz、1.07 dB@12.26 GHz,整体面积约为7.95 mm³。与其他可切换滤波器相比,该可切换滤波器将MEMS四掷开关与交指型谐振器集成到一起,具有低插损、小尺寸、高集成度等优点。     

基于模型校正技术的滤波器设计方法

针对滤波器设计后期三维全波仿真优化耗时长和结果不容易收敛的问题,提出了一种基于模型校正技术的滤波器设计方法,该方法通过预先得到的拟合参数对滤波器结构尺寸进行迭代校正,避免了耗时的全波仿真优化。并通过一个4腔的同轴腔体滤波器的设计实例验证了文中方法。滤波器的电磁仿真结果与理论综合结果吻合良好,证实了该方法的有效性。     

一种基于微结构的GaAs HEMT的压阻系数

GaAs HEMT(高电子迁移率晶体管)位于微结构悬臂梁根部附近的最大应力处。介绍了GaAs HEMT和微结构的设计加工,并通过实验研究了GaAs HEMT在平行于HEMT生长方向(Z方向)单轴应力作用下的力电耦合特性。测试结果表明:GaAs HEMT不同偏压下压阻系数不同,且它的最大压阻系数为(1.72±0.33)×10-7Pa-1,比Si高出三个数量级。     

基于方向滤波器组的指纹图像预处理

提出一种变换域指纹图像预处理增强方法。应用小波变换分离出低频信号和高频信号,对高频信号送入方向性滤波器组进行方向性子带分解,对各方向子带图像分块,根据块能量分布情况对子带图像重新加权处理。子带图像重建出高频信号加上原低频信号得到预处理结果,达到抑制噪声,增强特征目的。实验表明算法对指纹图像处理效果良好。     

基于滤波器组的风廓线雷达信号处理技术

综述了风廓线雷达信号处理算法的新发展。目前,在实际的风廓线雷达中仍广泛使用经典的信号处理方法,一些新算法、新方案由于各种原因不能实用,还不能取代经典的处理算法。鉴于这些原因,并考虑到现在硬件水平迅速提高的实际,提出一个可行的改进方案。该方案取消了风廓线雷达经典信号处理中的时域积累,并用窄带滤波器组取代加窗FFT,由于滤波器组设计灵活,硬件实现方便,故可迅速地应用到现行风廓线雷达中。仿真实验表明,采用窄带滤波器组可以在单脉冲信噪比-38dB的条件下正确检测风廓线回波,检测性能比经典处理方法提高了3dB。     

基于DFT滤波器组的宽带信号谱分析方法

本文利用DFT滤波器组、ZFFT,提出了一种宽带信号的实时谱分析方法。有效地解决了宽带信号高分辨率 谱分析要求的大运算量与实时性之间的矛盾。理论分析与计算机仿真表明该算法切实可行、有效并且易于实现。