一种基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺的X/Ku波段数字有源移相器

提出了一种用于X/Ku波段相控阵天线系统、带数字控制电路的4位有源移相器。该移相器采用两个相位正交的输入信号的相位内插技术来合成所需要的相位。基于JAZZ 0.18μm SiGe BiCMOS工艺技术,采用Cadence Spectre RF,对电路系统进行仿真分析。仿真结果为:S11小于-10dB,S22小于-11dB,S12小于-90dB,在12GHz处,所有4位相位状态的电压增益范围都是20.80~23.57dB,在整个频段内,电压增益误差的RMS小于1.1dB,噪声系数为2.82~4.45dB。在7~18GHz内,相位误差的RMS小于4°。     

一种基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺的Ka波段宽带有源移相器

采用0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种工作在32~38 GHz的Ka波段有源移相器,采用矢量合成的方法实现移相功能。该移相器电路包括输入无源巴伦、多相滤波网络、矢量合成单元、射随器和输出有源巴伦。后仿结果表明,输入输出反射系数均小于-9.5 dB,反向隔离度小于-80 dB,插入损耗优于-6.5 dB。在-55 ℃~125 ℃宽温范围内相对相移最大误差小于2.2°,全频带RMS移相误差小于1.5°,RMS增益误差小于0.35 dB。总功耗为18.2 mW,芯片核心面积为0.21 mm²。     

用于有源相控阵的X 波段SiGe BiCMOS 功放设计

设计了一款应用于有源相控阵雷达T/R 组件的X 波段功率放大器,放大器采用单端两级放大的共源共栅结构,包括输入与输出匹配网络,偏置电路采用自适应线性化技术,实现高增益和高线性的输出。基于IBM 0.18 μm SiGe BiCMOS 7WL 工艺流片,测试结果表明,在3.3 V 电源电压下,在8.5 GHz 时增益为21.8 dB,1 dB 压缩点输出功率为10.4 dBm,输入输出匹配良好,芯片面积为1.4 mm×0.8 mm。芯片面积较小,实现了与整个T/R 芯片的集成。     

基于SiGe BiCMOS 工艺的X 和Ka 波段T / R 多功能芯片设计

提出了应用0. 13 μm SiGe BiCMOS 工艺设计的全集成X 和Ka 波段T/ R 多功能芯片。包括5 位数控 移相器、低噪声放大器、功率放大器和收发控制开关都被集成在单片上。首次将分布式结构应用在多功能芯片的小 信号放大器设计中,而且将堆叠式结构的功放集成在收发芯片中,此两款多功能芯片均有着带宽宽、增益高、输出功 率大等优点。其中X 波段收发芯片接收、发射增益分别达到25 dB、22 dB,发射输出P(-1dB) 达到28 dBm;Ka 波段收发 芯片接收、发射增益分别达到17 dB、14 dB,发射输出P(-1 dB)达到20. 5 dBm。此两款应用硅基工艺设计的多功能芯片 指标均达到国际先进水平,为X 和Ka 波段相控阵系统的小型化和低成本化提供了良好的条件。     

X波段双极化有源相控阵天线的设计

机载或星载X波段有源相控阵雷达系统具有很高的分辨率，由于雷达系统使用了大量双极化子阵组成的有源相控阵天线（俯仰面和方位面均需扫描），频率的升高使得子阵馈线网络的可用面积受到了很大的限制。本文着重论述了有源相控阵天线中的双极化阵设计，提出了一系列解决方法，进而叙述了整个天线阵的设计。     

一种6~18 GHz宽带高精度有源移相器

设计了一种6 bit 6~18 GHz工作频段的宽带高精度有源移相器。片上集成了输入无源巴伦、逻辑编码器、RC多相滤波器、矢量合成单元、数控单元等。该移相器的设计采用55 nm CMOS工艺实现,芯片尺寸为1.29 mm×0.9 mm,移相器核心尺寸为1.02 mm×0.58 mm。后仿结果表明,在6~18 GHz频率范围内,增益误差RMS值小于1 dB,相位误差RMS值小于0.75°,输入回波损耗、输出回波损耗分别小于-8.5 dB、-8.9 dB,芯片总功耗为20.7 mW。该6 bit移相器的相对带宽为100%,覆盖C、X和Ku波段,适用于雷达探测等领域。     

基于ADS仿真设计X波段五位数字移相器

介绍了利用ADS进行X波段五位数字移相器的设计。描述了PIN管的开关特性、X波段五位数字移相器的电气特性、原理、电路设计及仿真情况。移相器采用PIN管管芯作为开关元件,5个移相位将呈线形级联布置。均方根相位误差小于3°,插入损耗在1.7~2.9 dB之间,回波损耗小于15 dB。仿真结果,满足要求。     

一种基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺的高线性混频器

设计了一种低本振驱动的高线性混频器,重点关注混频器的线性度性能和本振驱动功率问题.混频器的核心电路结构包含比较器,本振驱动器,双平衡无源混频器和带隙基准电路.为了提供本振信号通路的单端转差分功能,以及减小混频器对本振驱动功率的要求,引入比较器和本振驱动器,并采用双平衡无源混频器提供良好的线性度.采用0.18μm的SiGe双极兼容互补金属氧化物半导体(BiCMOS)工艺,同时支持上变频和下变频功能.实测结果表明,射频端口可覆盖6～18 GHz频段的信号,中频端口可覆盖0～6 GHz频段的信号;下变频时和上变频时的变频损耗典型值分别为-10.0 dB和-9.8 dB;IIP3在工作频段内的最大值分别为23.0 dBm和23.4 dBm;功耗为500 mW.在实现高线性度混频器的基础上,减小了输入本振功率的需求,提高了高线性混频器的实用性.     

一种W波段SiGe BiCMOS平衡式功率放大器

基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种W波段平衡式功率放大器。采用了由两个单级放大器和两个3 dB差分正交耦合器组成的全差分结构。采用变压器匹配网络,实现了良好的输入与输出匹配性能。利用三维电磁场仿真软件进行了电磁仿真。仿真结果表明,在90~100 GHz频段内,输入与输出的匹配良好,输入反射系数S₁₁小于-17 dB,输出反射系数S₂₂小于-14 dB。在94 GHz频率处,小信号增益为6.1 dB,输出1 dB压缩点功率为10.2 dBm。芯片尺寸为1.22 mm × 1.42 mm。该功率放大器适用于通信、雷达、成像等领域。     

Ku波段五位数字移相器的设计

本文设计了11.4～12.8GHz频段内五位数字移相器的电路拓扑.采用GaAs MESMET技术建立封须开关模型,对高/低通网络型网络拓扑及场效应管嵌入桥π型电路的移相器拓扑进行仿真,结果表明,当中心须率在12GHz时,达到精确的移相度数,在整个频带内插入损耗小于2dB,移相精度(RMS)小于30,移相前后电压驻波比小于1.35.     

基于0.18 μm BiCMOS工艺的2 GS/s采保放大器

基于华虹0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,设计并实现了一种2 GS/s超高速采保放大器。分析了二极管桥和开关射极跟随结构的优缺点,采用了开关射极跟随结构。增加了前馈电容,以消除保持模式下的信号馈通。后仿真结果表明,该采保放大器的信噪失真比(SNDR)在奈奎斯特频率下均大于51.7 dB,核心电路的功耗为29.2 mW,时钟缓冲电路的功耗为7 mW。该采保放大器的性能良好。     

（英）基于0.13 μm SiGe BiCMOS 工艺的在片背腔贴片天线

本文提出了一款基于0.13-μm SiGe BiCMOS工艺设计、加工的340-GHz在片背腔贴片天线。辐射贴片位于AM金属层,带状线馈线置于LY金属层并通过连接AM金属层和LY金属层的金属化通孔对辐射贴片馈电。通过设计连接AM金属层和M1金属层的金属化通孔形成谐振腔体展宽了天线阻抗带宽、提升了天线辐射性能。天线的仿真阻抗带宽(S₁₁≤-10 dB)为9.2 GHz(335.6-344.8 GHz)。天线在340GHz处的仿真增益为3.2 dBi。天线的整体尺寸为0.5×0.56 mm2。     

X 波段双极化T/R 组件研制

T/R 组件是雷达有源阵面的关键部件,有源相控阵雷达对其突出要求是高性能、高可靠和低成本。本文介绍了 一种X 波段四单元双极化T/R 组件,简述其工作原理及设计思想,列出该组件的主要性能指标。     

基于1.5 μm BiCMOS 工艺的SiGe HBT器件设计优化

基于非选择性外延,自对准注入技术,集电区选择性注入和快速热退火工艺,提出了一种适用于1.5μm BiCMOS集成技术的SiGe HBT器件结构。该结构具有内基区薄,外基区厚,B/E结两侧杂质浓度低,发射极/基极自对准诸优点。利用TSuprem4和Medici进行工艺模拟和电学特性仿真。结果表明,所设计的的SiGe HBT具有良好的电学特性,其最大电流增益为210,当Vce=2.5 V时,截止频率达到65 GHz,验证了器件结构设计的合理性。     

基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺的Ka波段低噪声放大器的设计

介绍了一款基于SiGe BiCMOS工艺的Ka波段低噪声放大器(LNA)的设计与测试。分析了毫米波频段硅基集成电路的匹配设计方法,给出了HBT晶体管电流密度与噪声系数的关系,以及最佳噪声偏置点的选取方法。并基于以上方法设计了单级共基共射低噪声放大器,LNA芯片基于Global Foundry 8HP工艺流片验证。测试结果表明,该LNA实现了30~40GHz的-1dB带宽、小于3.5dB的噪声系数以及6.2dBm的1dB压缩输出功率(P-1dB);输入输出反射系数均小于-15dB,中心频率(35GHz)处增益为7.2dB(单级),LNA的直流电流为6.7mA,电源电压为1.8V。     

一种Ku波段综合馈电多功能板的研制

基于多层微波数字复合基板层叠互联技术,研制的Ku波段综合馈电多功能板集成了射频收发网络、电源分配网络、阵面波控及波控分配网络,主要负责16个片式T/R组件的功率分配与合成,同时为各T/R组件提供电源及控制信号。文中对多功能板的架构设计、工作原理进行了说明,重点介绍了各微波垂直互联电路和射频收发网络的设计,最后加工并测试了验证样件,测试结果良好。收发网络总口驻波＜1.9,分口驻波＜1.3,插损＜16 dB,相邻端口的隔离度＞20 dB,且幅度一致性≤0.602 dB,相位一致性≤6.429°。工程应用可行性和实用性得到了验证。