Ka 波段宽带单边带调制器集成电路的设计

基于相移法实现SSB(单边带)调制器理论,设计制造了一种Ka 波段宽带SSB 调制器集成电路。对相移法产生单边带调制信号的原理进行了分析,利用无源电路的3D 电磁仿真分析和ADS 整体电路非线性仿真相结合的方法对调制器进行了优化。设计制造的90°相移电桥网络和同相合成器满足了产生Ka 波段SSB 信号的幅相要求,同时给出了测试结果。调制器在30 ~36GHz 频带内插入损耗臆14dB;载波和对称边带抑制逸15dB;其它边带抑制逸13dB;输入1dB 压缩功率38dBm;外形尺寸18mm×6mm。这种相移法单边带调制器不需要带通滤波器,具有电路简单,载波抑制比高,对相位误差要求不高的优点。     

220GHz GaAs单片集成分谐波混频器

基于在30μm厚的GaAs衬底上开发的平面肖特基二极管,设计了220 GHz GaAs单片集成分谐波混频器。考虑了二极管外形结构对电磁波传输的影响,采用场路结合联合仿真的经典方法建立二极管模型来仿真其电性能,并利用这一模型在非线性电路仿真软件中对混频器的性能进行仿真和优化。制作的220 GHz分谐波混频器模块在本振频率为110 GHz、输入功率为6 dBm的条件下进行测试。结果表明,在射频频率210～220 GHz内,混频器模块的单边带变频损耗小于11 dB,在220 GHz处具有最小变频损耗,为7.2 dB。     

一种采用印制线巴伦技术的1kW高功率放大器

介绍了一种P波段1kW微波脉冲功率放大器.功率合成方式采用印制线巴伦,从理论上简单地分析了这种印制线巴伦功率合成技术,阐述了印制线巴伦的应用,并将其实用化.功率器件采用的是具有高增益特性的功率LDMOS器件,实现了该放大器的高增益设计.这种放大器有效地降低了高功率、高增益放大器的尺寸和成本,功放功率大于900 W,增益大于20 dB,尺寸≤222 mm×82 mm×20 mm.     

一种改进型的高功率限幅器

通过对pin限幅器的工作原理进行理论分析,引入了微波功率限幅器功率容量的计算方法,并以此为基础进行了微波功率限幅器设计。这里讨论了一种实用的高功率限幅器,它采用多个限幅二极管并联的方式,有效提高了限幅器的抗烧毁特性,从而提高限幅器的高功率通过能力;并且通过外加耦合器对限幅二极管施加正偏压的电路方式,有效提高了限幅器的最高承受功率。通过一个L波段脉冲500 W的高功率限幅器的实际设计和制作,对上述限幅器原理和方法进行了验证,取得了良好的结果。     

国产化L波段千瓦级功放单元研究

本文介绍了L波段千瓦级国产化模块研制的背景和需求。主要是掌握我们研究所自己生产L波段大功率脉冲器件的优缺点,实现应用国产器件代替进口器件,利用其实现千瓦级功率合成;以及如何实现L波段千瓦级国产化模块达到实际应用。并且为应对此项目,我们研究取得的成果和研究。     

330 GHz单片集成分谐波混频器

根据反向并联二极管的外围结构和材料构成,以四端口S参数包的形式建立了二极管结外围无源结构的三维电磁模型,与非线性仿真软件中的肖特基结模型结合起来建立太赫兹二极管对的完整模型,这样的处理方法提高了计算机仿真的准确性。分谐波混频电路制作在12m厚度的砷化镓基片上,单片电路悬置安装在本振和射频中间剖开的减高波导腔体内。在本振5 mW功率注入时混频单片在330 GHz的频带范围内最小插损为10 dB。因为单片集成电路以四个梁式引线与波导外壁柔性连接,一端固定在波导壁上,混频单片电路能够释放腔体随温度变化而产生的机械应力。     

太赫兹平面肖特基二极管参数模型

根据太赫兹平面肖特基二极管物理结构,在理想二极管SPICE参数模型的基础上建立了二极管小信号等效电路模型。依据该二极管等效电路模型设计了基于共面波导（CPW）去嵌方法的二极管S参数在片测试结构,并对其在0.1~50 GHz、75~110 GHz频率范围内进行了高频小信号测试,利用测试结果提取了高频下二极管电路模型中各部分电容、电阻以及电感参数。将相应的高频下电容与电阻参数分别与低频经验公式电容值和直流I-V测试提取的电阻值进行了对比,并利用仿真手段对高频参数模型进行了验证。完整的参数模型以及测试手段相较于理想二极管SPICE模型和传统的参数提取方法可以更为准确地表征器件在高频下的工作状态。该建模思路可用于太赫兹频段非线性电路的优化设计。     

最大振荡频率640 GHz的70 nm栅长InAs PHEMTs器件

由于高的电子迁移率和二维电子气浓度,InP基赝配高电子迁移率晶体管（PHEMTs）器件成为制作太赫兹器件最有前途的三端器件之一。为提高器件的工作频率,采用InAs复合沟道,使得二维电子气的电子迁移率达到13000 cm2/（Vs）。成功研制出70 nm栅长的InP基赝配高电子迁移率晶体管,器件采用双指,总栅宽为30 m,源漏间距为2 m。为降低器件的寄生电容,设计T型栅的栅根高度达到210 nm。器件的最大漏端电流为1440 mA/mm （VGS=0.4 V）,最大峰值跨导为2230 mS/mm。截止频率fT和最大振荡频率fmax分别为280 GHz和640 GHz。这些性能显示该器件适于毫米波和太赫兹波应用。     

150 GHz大功率二倍频器

基于六阳极结反向串联型砷化镓平面肖特基容性二极管,采用平衡式二倍频器结构,成功研制出一种大功率150 GHz二倍频器。使用三维电磁场与非线性谐波平衡联合仿真方法,提高了仿真结果和实际的吻合度,并根据设计结果完成倍频器的加工、装配和测试。倍频器在输出频率为146~158 GHz下的倍频效率达到7%以上;在输出频率为154 GHz时,倍频效率达到12%,输出功率达到71 mW。     

基于MOCVD生长材料的高电流密度太赫兹共振隧穿二极管

为获得高功率的太赫兹共振隧穿器件,优化设计了AlAs/InGaAs/AlAs共振遂穿二极管材料结构,在国内首次采用MOCVD设备在半绝缘InP单晶片上生长了RTD外延材料。利用接触光刻工艺和空气桥搭接技术,制作了InP基共振遂穿二极管器件。并在室温下测试了器件的电学特性:峰值电流密度>400 kA/cm~2,峰谷电流比(PVCR)>2.4。