微米级平行互连线的测试结构设计

研究分析无串扰传输理想模型的条件,根据高速高密度电路板中微米级、亚毫米级互连线电磁串扰特性研究需要,首次提出微米级平行互连线的测试结构设计。经射频电路理论分析推导了测试结构对系统串扰没有影响。构建了有、无测试结构的微米级平行互连线物理模型,仿真分析后,加工制作有测试结构的微米级平行互连线电路板。研究结果表明,当数字基带信号传输频率在0~3 GHz 范围时,无测试结构仿真电路模型、有测试结构仿真电路模型、有测试结构的实验电路板,三者串扰特性吻合;微米级平行互连线的测试结构设计合理,具有工程参 考价值。     

北斗导航终端S频段单级低噪声放大器设计

设计了一种工作于北斗导航终端S频段有源天线的单级低噪声放大器(LNA)。电路结构简洁、噪声低、体积小,全面考虑了回波损耗、噪声系数、增益、稳定性等指标。在利用ADS软件反复仿真优化的基础上,设计制作了电路实物。实测表明所设计的LNA在S频段处的增益为10.95 dB,噪声系数最大仅为1.075 dB,输入输出回波损耗均在-10 dB以下,反向隔离度为-25.681 dB,适用于北斗导航终端S频段有源天线的第一级信号放大。     

芯片间无线互连通信系统结构设计

在分析了射频互连、交流耦合互连、三维互连、光互连以及基于片上天线无线互连等系统的优点、缺点基础上,阐述了基于印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)实现芯片间无线互连的新结构:以芯片管脚作为收发天线,利用PCB介质形成无线通信信道。与其它互连方式相比,在减少PCB层数、减少对外部环境的电磁污染、实现无线多信道以及兼容互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺等方面具有明显优势。设计了工作于60GHz的4个单极子天线阵列,代表2个芯片的4个管脚,仿真结果表明发射天线的S11在60 GHz时达到-19 dB,在4080 GHz之间均小于-10 dB,相对带宽约为50%,满足超宽带无线通信要求。     

基于电路板介质的单极子天线建模与通信研究

基于电路板介质设计了一种芯片内/芯片间射频无线通信模型,利用单极子天线替代传统的芯片管脚,不仅保留芯片固定功能,而且可作为I/O端口的辐射天线。在该设计中两个单极子天线相距1个波长,伸入到介质中,且电路板上下表面覆盖有金属。利用电磁仿真软件HFSS得到模型中天线在20 GHz的散射参数S_(11)、S_(21)分别为-12.7 dB和-18.3 dB。与ADS软件进行联合仿真,设置发射天线输入频率20 GHz、幅度1 V的无直流分量的正弦信号,则接收天线输出频率为20 GHz、幅度为0.448 V的正弦波形;用高电平1 V、低电平0 V、码元周期50 ps的伪随机二进制信号替换正弦信号,加载在发射天线的输入端,则从接收天线输出端检测到的信号眼图清晰,其眼宽50 ps和眼高1 V。从理论上验证了利用芯片管脚作为发射/接收天线实现芯片间/芯片内射频通信的可行性。     

利用CMOS模拟电路设计实现的新型概率译码器

利用CMOS模拟电路设计了模拟概率计算模块,并以此为基础,通过晶体管级的模拟电路设计,构造了(5,2,3)网格码完整的新型模拟概率译码器,给出了模拟译码器的译码性能.当信噪比大于4.8 dB时,对于950 kHz的输入信号,输出没有错误.当输入信号为6 MHz时,误码率约为10-4.在5 V工作条件下,译码器功耗为2.957mw.测试结果表明,在速度一定的条件下,与采用数字电路实现的译码器相比,该模拟译码器的功耗和芯片面积至少减少了一个数量级.该设计方法适用于实现网格码、Turbo码以及LDPC码等的模拟译码器.     

基于缺陷地抑制高阶谐波的带通滤波器设计

采用微带线设计的平行耦合滤波器(MCL-BPF)在通带以外往往产生谐波,出现寄生频段。利用缺陷地结构(Defected Ground Structure,DGS)的单极点带阻特性和慢波效应可以改善寄生通带,抑制谐波输出。对2.4GHz的传统微带平行耦合滤波器和改进型带通滤波器进行了仿真设计与加工测试。实测结果与仿真数据良好吻合,所提出基于斜哑铃型DGS的带通滤波器(S-DGS-BPF)可抑制至四阶谐波,抑制度达到-22dB以下,阻带为3-10GHz,中心频率处回波损耗为-26.93dB。并且改进型滤波器的尺寸缩小了约10%。     

利用片上超材料构建单芯片太赫兹双频吸波器

利用65 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计了一种新的单芯片超材料结构太赫兹吸波器,面积约为0.60 mm×0.65 mm,包含75个吸波单元. 吸波单元图案采用CMOS工艺中顶层铜金属,厚度为3.2μm,设计为正八边形和正方形开口谐振环的组合结构;介质层由无掺杂硅玻璃、碳化硅、氮化硅等组成,厚度为9.02μm;介质层背面短线采用CMOS工艺中的第一层金属,厚度为0.2μm. 仿真结果表明,该吸波器在0.921THz、1.181THz 2个频率处达到最大吸收率,分别为 97.84%和 95.76%. 克服了采用砷化镓、薄膜工艺实现的太赫兹吸波器与CMOS工艺兼容问题,有利于在大规模集成电路中实现.     

LTE飞蜂窝小区间干扰抑制技术的反馈信道设计

针对LTE通信协议小区间干扰抑制技术,设计了一条完整的下行反馈信道。其中,在接收端的仿真中采用了一种盲检测技术。仿真与之后的DSP实现证明,这种盲检测技术能够正确解码发送端传输的信道,可以得到非常低的误码率和误块率。     

具有CSRR缺陷地RFID天线小型化设计研究

设计出一款可应用于射频识别（RFID）系统的5.8 GHz传统微带矩形贴片天线。天线的辐射贴片尺寸为15.5 mm×11.5 mm,-10 dB的阻抗带宽为80 MHz,最小回波损耗为-36.138 dB。在传统微带天线的基础上,设计出一款采用互补开口谐振环（CSRR）缺陷地结构进行改进的小型化天线,天线的辐射贴片尺寸为10 mm×7.5 mm,-10 dB阻抗带宽为62 MHz,最小回波损耗为-23.574 dB。相比传统微带天线,改进后的天线的辐射贴片尺寸减小了57.9%,小型化的效果明显且带宽特性和增益特性都能符合RFID系统的一般要求。     

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。