UWB LNA的增益平坦化及稳定性的反馈技术

从异质结晶体管(HBT)的小信号模型着手,得到了几种不同反馈形式下HBT的S参数解析表达式。通过对比不同反馈形式的仿真结果,分析了各种反馈形式对S参数的影响,并着重研究了反馈技术对电路稳定性以及对超宽带低噪声放大器(UWB LNA)增益平坦度的影响。结果表明,采用串联电阻和电感或并联电阻和电容的电抗性负反馈,可以使S21的幅度随着频率的增大而逐渐上升,从而补偿了晶体管本身高频增益的下降,同时,也提高了整个电路的稳定性。采用这种反馈结构,设计了一款3～10 GHz超宽带低噪声放大器。仿真结果表明,该放大器在整个频带范围内无条件稳定,传输增益较高,增益平坦度较好,噪声系数较低,是一款无条件稳定并有着较好增益平坦度的超宽带低噪声放大器。     

基于实频技术的超宽带GaN功率放大器研究

针对Lange耦合器在超宽带功率放大器中的应用,设计了一款基于实频技术的超宽带GaN功率放大器.匹配网络采用微带结构,应用微波CAD软件对所设计的电路进行仿真和优化,工作带宽为2～4 GHz,放大器增益大于26 dB,增益平坦度±0.3 dB,输出功率达到40 dBm,PAE大于25％.使用相对介电常数为3.38、厚度为0.508mm的介质基板实现该放大器,可广泛应用于通信领域.     

3.1～5.2GHz超宽带可变增益低噪声放大器设计

低噪声放大器是超宽带接收机系统中最重要的模块之一,设计了一种可应用于3.1～5.2GHz频段超宽带可变增益低噪声放大器。电路输入级采用共栅结构实现超宽带输入匹配,并引入电流舵结构实现了放大器的可变增益。仿真基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺。结果表明,在全频段电路的最大功率增益为10.5dB,增益平坦度小于0.5dB,噪声系数小于5dB,输入反射系数低于-15dB,在1.8V电源电压下,功耗为9mW。因此,该电路能够在低功耗超宽带射频接收机系统中应用。     

小型化毫米波增益均衡器的仿真设计

采用混合集成技术的宽带毫米波接收前端,由于MMIC器件增益或插损在工作频带内存在起伏,导致组件输出增益平坦度较差,可采用增益均衡器来改善组件的平坦度。设计了吸收式的毫米波微带增益均衡器来补偿2级低噪放的增益不平坦度。介绍了增益均衡器的基本原理,利用仿真软件ADS构建电路模型,按步骤进行了优化设计。简要讨论了薄膜电阻的相关设计问题,采用薄膜电路的形式实现了小型化,并最终用HFSS进行了全波仿真验证,设计结果与实测值十分吻合。     

一种CMOS超宽带LNA的优化设计方法

 为实现性能更优的超宽带(UWB)射频前端低噪声放大器(LNA),本文提出了一种通用的基于CMOS工艺的超宽带LNA优化设计方法.基于源端电感负反馈的LNA电路模型,本文提出利用最优化的数学方法分别确定晶体管尺寸、输入匹配网络和负载网络各元件参数的方法,实现了较好的输入阻抗匹配,达到了较高的增益、较好的增益平坦度以及优秀的噪声系数,并具有较低的功耗;本设计方法所用无源元件不但适宜CMOS集成,而且对工艺偏差具有一定的忍耐力.仿真结果说明用上述方法设计的超宽带LNA在工作频带内能够达到预期的各项性能要求.     

一种机载超宽带相控阵雷达T/R组件设计

针对机载有源相控阵雷达小型化、多功能、高功率的要求,研制了一款应用于C、X、Ku波段的双通道超宽带T/R砖块组件,外观尺寸为30.0 mm×70.0 mm×8.5 mm.组件在工作频带内可以实现6位移相、6位衰减,工作带宽达到12 GHz,发射输出功率≥ 37 dBm,接收增益达到22 dB.通过对电路中无源结构进行仿真,并利用得到的仿真结果和射频芯片实现链路仿真,解决了超宽带T/R组件端口驻波较差和接收增益平坦度差且难以预估的难题.最终制造的T/R组件具有超宽带、低噪声、高功率以及良好的幅相性能.     

宽带信道增益平坦度仿真设计

宽带信道的增益平坦度指标好坏是信道宽带性能保证的基础,同时由于影响因素众多,也是设计难点所在.以公式计算与电路仿真、三维电磁场仿真相结合的方式,详细分析了微波电路设计中各种因素对信道增益平坦度的影响,再针对各种影响因素给出了电路解决改善方法,论述了实际电路设计中宽带增益平坦度保证的关键技术和注意事项.     

100-400MHz超宽带低噪声放大器ADS仿真设计

设计了一个100-400MHz超宽带低噪声放大器。该放大器采用两级E-PHEMT晶体管(ATF54143)级联结构,每级都用独立电源供电。应用射频电路仿真软件ADS对匹配电路进行优化设计,最后通过原理图-版图联合仿真得到放大器的各项性能参数。在100-400MHz频带内,噪声系数(NF)小于0.3dB,带内增益大于32dB,带内增益平坦度±0.5dB以内,输入输出驻波比小于1.8。仿真结果表明,该设计完全满足性能指标要求。     

6～18 GHz超宽带微带均衡器设计与实现

6～18GHz超宽带微波组件幅频特性起伏比较大,采用幅度均衡器可有效改善增益平坦度,使其满足指标要求。根据谐振理论和传输线理论进行了6～18GHz超宽带微带幅度均衡器设计。利用ADS和HFSS仿真,采用λ/4的开路微带线和薄膜电阻构成谐振频率可调、品质因数可调、带宽可调以及均衡量可调的谐振单元,同时增加适当的调节块对谐振频率进行微调,设计出满足指标要求的小尺寸样件,得到了所需的均衡曲线。实验表明,可以在这个频段上高效、准确、灵活地设计出所需均衡器。     

适用于中国超宽带标准的0.18μm-CMOS单边带混频器设计

基于0.18 μm-CMOS工艺设计了一款适用于中国超宽带(UWB)标准的单边带(SSB)混频器.对电流换向型混频器进行分析,提出折叠PMOS跨导级结构使线性度和转换增益得以同时提升,并应用并联峰化技术扩展电路带宽,满足了系统超宽带、高线性度和增益适中的要求.结果表明,在6 GHz～9 GHz范围内,转换增益大于-2 dB且增益平坦,镜像抑制约为90dB,IP-1dB大于0 dBm,ⅡP3大于10 dBm.电路核心面积0.35mm×0.65 mm,工作电压为1.8 V,直流电流10.6 mA.     

一种多频带高线性度CMOS单边带混频器

基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计实现了一种多频带高线性度的单边带(SSB)混频器。该混频器以经典的电流换向结构为基础,采用电阻负载以满足多频带工作、高线性度和高带内增益平坦度要求,并节省了面积。通过集成有源巴伦将混频器输出差分信号转换成单端信号,提高了发射机的系统集成度且有利于降低功耗。测试结果表明:在2.3～2.4 GHz及3.4～3.6 GHz工作频带内,IP1dB大于0 dBm,带内增益平坦度小于0.5 dB,本振泄漏小于-47 dBm,镜像信号抑制大于36 dB,为LTE标准的无线射频前端芯片的进一步研究提供了参考。     

基于RC-CR多相网络的镜频抑制接收机MMIC

基于RC-CR多相网络技术研制了一款S波段镜频抑制接收机单片微波集成电路(MMIC),在MMIC芯片上集成S波段低噪声放大器(LNA)、差分IQ混频器、本振(LO)驱动放大器、RC-CR多相网络滤波器等电路单元,实现了S波段单片镜频抑制接收机,解决了镜频接收机小型化的问题.电路、电磁场软件仿真以及采用GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺流片后的结果表明,在S波段实现了噪声系数小于1.8 dB,增益大于12 dB,中频(150±5) MHz带内镜频抑制大于35 dBc的技术指标.MMIC的芯片尺寸为4.8 mn×2.5 mm×0.07 mm.此镜频抑制接收机MMIC具有指标优异、体积小、集成度高的特点,可广泛用于各种需小型化的相控阵雷达和通信系统中.     

Calibration study of dual-band Weaver–Hartley receiver architecture

This paper presents a calibration study of dual-band image rejection receiver based on combined Weaver–Hartley architecture, with improved image rejection of first and second image signals. The system implementation is based on dual-band WLAN 802.11 a/g. When the desired signal is at 5.7-GHz band, the 2.4-GHz band becomes the first image signal and vice versa. The output IF frequency is at 30-MHz. The detection of the gain and phase mismatches is based on modeling, extraction of related error signals and correcting them in closed loop. Moreover, we demonstrate an open loop technique to reach the phase and gain correction signals. The correction signals can be digitally stored and applied as digital trimming control on the LO signals. Simulation showed close to 60 dB of image rejection ratio for the first image signal. Second image signal is rejected by a 4-section poly-phase filter.     

High CMRR CMOS current operational amplifier

A CMOS realisation of a current operational amplifier operating under 3 V supply voltage is presented. The proposed implementation provides very high common-mode rejection. Results of HSPICE simulation show a high open loop current gain of 67 dB, a gain-bandwidth product of -100 MHz and a common-mode rejection ratio of 150 dB     

多泵浦增益平坦光子晶体拉曼光纤放大器

针对密集波分复用光纤通信系统中拉曼光纤放大器增益及增益谱平坦问题,提出一种采用4个泵浦光的多泵浦方式在光子晶体光纤不同位置处注入两种不同波长泵浦光的组合方式来获得拉曼光纤放大器增益更大、增益谱更加平坦的方法。这种组合方式在拉曼光纤放大器中使得光信号实现了前段放大、后段补偿,从而在拉曼光纤放大器输出端获得高增益和较平坦增益谱。模拟的结果表明:平均增益可达:26.5 dB,增益平坦度为0.046 dB。     

1MHz～40GHz超宽带分布式低噪声放大器设计

为满足宽带系统中低噪声放大器(LNA)宽带的要求,采用0.15μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计了两款1 MHz^40 GHz的超宽带LNA,分别采用均匀分布式放大器结构及渐变分布式放大器结构,电路面积分别为1.8 mm×0.85 mm和1.8 mm×0.8 mm。电磁场仿真结果表明,1 MHz^40 GHz频率范围内,均匀分布式LNA增益为15.3 dB,增益平坦度为2 dB,噪声系数小于5.1 dB;渐变分布式LNA增益为14.16 dB,增益平坦度为1.74 dB,噪声系数小于3.9 dB。渐变分布式LNA较均匀分布式LNA,显著地改善了增益平坦度、噪声性能和群延时特性。     

On the architecture and performance of a hybrid image rejectionreceiver

This paper describes a hybrid image rejection receiver. The hybrid image rejection receiver contains a modified Hartley (1928) image rejection mixer and a digital image rejection processor. The modified Hartley image rejection mixer performs similarly to an original Hartley image rejection receiver but provides two digital outputs. In one output it enhances the desired signal and in the other output it enhances the image signal. The digital image rejection processor first measures the mismatching effect in the analog devices and then suppresses the image signal by compensating for the mismatching effect. We also propose a simplified implementation method for the hybrid image rejection receiver to reduce its computation complexity. Computer simulation was used to evaluate the performance of this simplified implementation method to include the quantization effect introduced by the A/D converters. Simulation results show that the proposed hybrid image rejection receiver achieves much better performance than the original Hartley image rejection receiver. This architecture greatly relaxes the matching requirements of the analog devices and has a low complexity for an IC implementation     

4～8GHz宽带单片集成低噪声放大器设计

基于0.15μm GaAs PHEMT工艺设计了一款C波段宽带单片集成低噪声放大器。电路由三级放大器级联而成,三级电路结构均使用电阻自偏压技术来实现单电源供电,它既可保证PHEMT管处于低噪声高增益的工作点,又可将所有元器件集成在单片GaAs衬底上,解决了供电复杂的问题。第三级电路采用了并联负反馈结构,降低了带内低频端...     

A 5.25-GHz image rejection RF front-End Receiver With Polyphase filters

A 5.25-GHz image rejection (IR) radio frequency (RF) front-end receiver is proposed, which is implemented in 0.18-/spl mu/m CMOS technology. The proposed receiver adopts both a high-intermediate frequency (IF) and the double quadrature architecture to achieve high IR at 5-GHz frequency. The measured results show a power gain of 14 dB, a minimum noise figure of 7.9dB, and IIP3 of -8dBm. The measured maximum image rejection ratio is 45dBc. The receiver consumes a total of 32mA from a 1.8-V supply.     

一种低噪声高共模抑制比运算放大器的分析与设计

低噪声高共模抑制比的运算放大器是将套筒式共源共栅结构、差分输出和共模负反馈相结合,设计出的一种新型运算放大器.基于SMIC0.18 μm工艺模型对电路进行设计,仿真结果表明该电路的开环增益为82.3 dB,相位裕度为66°,共模抑制比为122 dB,增益平坦带宽为15 MHz,噪声为7.781 nV/sqrt （Hz）,达到设计要求.