一种Ka波段微带倍频器的设计

运用高精度色散模型设计出一种17～34 GHz的Ka波段微带二倍频器,测试结果表明这种微带结构的毫米波倍频器具有实用、简单、低成本的明显优点,十分适合工程应用,其技术指标当输入功率为50mW时,输出功率可达2.9mW,效率为5.8%,3 dB宽带大于1GHz.     

Q波段宽带四倍频放大组件研究

Q波段(33~50 GHz)比Ka波段(26.5~40 GHz)频率更高,对这一波段国内研究较少。该文设计了一种Q波段宽带四倍频放大组件,该组件包含两级二倍频器、两级之间的带通滤波器和一级毫米波功率放大器,最后通过微带到波导过渡输出。设计宽带带通滤波器的目的是为了抑制基波和三次谐波。测试结果表明,在33~50 GHz的输出频率范围内,输出功率大于10.5 dB,谐波抑制大于31.6 dBc。该倍频放大组件具有输出频带宽、体积小、输出功率高以及谐波抑制度高的特点。     

一种介质密封型微带波导转换器的设计

设计一种适用于有密封性要求的毫米波收发组件的微带波导转换器。采用微带探针形式实现微波信号从微带传输到波导传输的转换,通过微带过渡和波导空气腔实现转换的良好匹配,采用介质密封环实现对波导口的密封。实例测试结果表明,在30~40GHz频率范围内,转换器驻波比小于1.4,插入损耗小于0.3dB。     

Ka频段微带四次谐波混频器

介绍了一种Ka频段的微带四次谐波混频器的混频原理和设计方法。该混频器主要由波导-微带过渡,输入、输出滤波器以及匹配网络和反向并联混频二极管对组成。根据计算机辅助设计软件的仿真结果,在介电常数为2.22,厚度为0.254 mm的RF-Duroid 5880介质基片上制作了电路。当射频频率为34.2~35.2 GHz,本振频率为8.525~8.775 GHz,中频频率为100 MHz时,测得的变频损耗小于10.5 dB,其中最佳值为8.5 dB。     

一种新颖的毫米波开槽波导空间功率合成网络

针对毫米波开槽波导空间功率分配/合成器相对带宽较窄、输出功率小的缺点,提出了一种基于双圆弧T形结的四探针开槽波导空间功率分配/合成网络.该网络通过新型的双圆弧T形结,将两输出端分别与一个在波导宽边开槽使用四路探针实现四等分耦合的功率分配器连接,从而构成一个八路的功率分配网络.利用分配网络反过来镜像放置构成的合成网络,经过HFSS和CST高频仿真软件的仿真结果表明,该结构在30～40GHz的范围内其回波损耗小于-20 dB,插入损耗大于-0.2 dB.可见该功率分配合成网络具有宽频带、低插损、高功率输出的优点,且具有尺寸小、合成效率高和容易散热等特点.     

52 GHz平衡式二倍频器设计

为获得高频信号源,采用0.13 μm 的锗硅双极结型晶体管和互补金属氧化物半导体工艺设计并实现了一种高效率和高基频抑制的52 GHz平衡式二倍频器。二倍频器采用了差分共射-共基结构,且在输入端采用了一个单端转差分的巴伦,并利用二次谐波反射器减小反馈到输入的二次谐波对输出信号的影响,有效地提高了二次谐波输出功率。探针台测试结果表明,巴伦在2026.5 GHz范围内的插入损耗约为1 dB,且当二倍频器输入26 GHz信号,功率为0.5 dBm时,输出的52 GHz信号功率达到2.3 dBm,相应的基频抑制达到34 dBc,直流功耗约为21.8 mW,相应的功率附加效率为2.5%。这种二倍频器在达到高输出功率和高基波抑制的同时保持了较低的功耗。     

2—8.4GHz宽带倍频器的研制

在2-8.4GHz宽带倍频器的研制中,作者利用YIG输出滤波器的宽带特性,通过改变其激励电流(或电压),使通带特性随输出频率而变化。该滤波器除选取二次倍频信号外,还对输入信号进行选取,使输出信号频率范围更宽。实验结果表明,虽然输入信号的功率损失约达6dB,但相对减少了整个频段输出功率的起伏。     

基于二极管三维模型的太赫兹倍频器研究

基于变容二极管设计了215 GHz三倍频器。为了简化结构和提高功率容量,该倍频器采用同向并联二极管对结构实现非平衡式三倍频。由于在太赫兹频段二极管的封装会影响到器件的场分布,将传统的二极管SPICE参数直接应用于太赫兹频段的电路设计仿真存在一定缺陷。故建立了精确的二极管三维电磁模型,在非线性区域合理的设置了波端口,采用改进型场路结合仿真的方式对倍频器进行了设计。测试结果表明,该倍频器在207～226 GHz输出频率范围内,输出功率大于2 mW,最大输出功率为5.4 mW,最小变频损耗为13.1 dB。     

一种集成占空比校准的低杂散参考时钟倍频器

为降低小数分频模拟锁相环的相位噪声,并改善采用传统异或门倍频器对参考时钟进行倍频时引起的锁相环输出杂散,提出了一种集成占空比校准的低杂散参考时钟倍频器.该倍频器对输入时钟进行倍频后输出参考时钟到锁相环,通过降低锁相环的分频比有效降低了锁相环输出信号的相位噪声.针对由倍频器输入时钟占空比误差引起的参考时钟频率抖动及锁相环输出杂散恶化,该倍频器通过数控边沿调整技术在较大误差范围内进行占空比粗调,然后通过模拟占空比校准环路进行高精度占空比校准,两种校准方式根据所提出的占空比校准控制算法协同工作,在扩大校准范围的同时提高了校准精度.仿真结果证明可以将100 MHz输入参考时钟占空比误差从13.8%降低至0.007%,且倍频输出频率误差低至380×10~(-6).基于40 nm CMOS工艺对该倍频器进行流片验证,测试结果表明:该倍频器能够使锁相环输出信号的带内噪声降低约6.67 dB,量化噪声降低约5.61 dB,且占空比校准后,能够将锁相环输出信号频谱中距离载波1/2参考时钟频率偏移处的杂散降低约9.52 dB;通过倍频器对锁相环的参考时钟进行倍频能够有效降低锁相环的带内噪声和量化噪声,对倍频器输入时钟的占空比进行校准能够有效降低锁相环输出频谱中的杂散.     

8mm宽带二倍频器的研制

对梁式引线消特基势垒二级管的８ｍｍ的宽带二倍频器进行了研制。其输入、输出回路选用低损耗的悬置微带电路和鳍线电路，倍频电路采用平衡式结构使输入、输出信号相互隔离、输出口的谐波分量低。该倍频器的带宽的４０％，输出率为１３±１．５ｄＢｍ，变频损耗为１０．５±１．５ｄＢ，谐波分量为２５ｄＢｃ。     

波导空间功率分配/合成器的分析与仿真设计

提出了一种新型毫米波波导内空间功率分配／合成器结构，并通过CST软件分析了该结构中的物理参数对结构性能的影响，最后仿真设计了一最优化的Ka波段空间功率分配／合成器，结果表明在设计频带范围内，分配／合成器具有较小的插入损耗和回波损耗，可以应用于毫米波空间功率合成放大器的设计中。     

四频率参量下变频器的理论与实验

首先基于四频率参量下变频器的小信号等效电路模型,推导了四频率参量下变频器信号输入回路、闲频回路和中频输出回路的端口阻抗,以及变频增益的公式,得出了电路稳定的实现条件.在VHF、UHF波段,分别实现了两个实验模型,这两个模型主要用来验证四频率参量下变频器基本的工作特性.在本文中,X波段的电路模型是作为毫米波和亚毫米波段内电路的缩比模型来设计的,采用宽带匹配的方法实现四频率调谐的技术方法,并基于电路模型进行了数值仿真,数值仿真的结果验证了四频率参量下变频器具有变频增益和低损耗特性的性能.     

四频率参量下变频器的理论与实验

首先基于四频率参量下变频器的小信号等效电路模型,推导了四频率参量下变频器信号输入回路、闲频回路和中频输出回路的端口阻抗,以及变频增益的公式,得出了电路稳定的实现条件。在ＶＨＦ、ＵＨＦ波段,分别实现了两个实验模型,这两个模型主要用来验证四频率参量下变频器基本的工作特性。在文中,Ｘ波段的电路模型是作为毫米波和亚毫米波段内电路的缩比模型来设计的,采用宽带匹配的方法实现四频率调谐的技术方法,并基于电路模型进行了数值仿真,数值仿真的结果验证了四频率参量下变频器具有变频增益和低损耗特性的性能。     

毫米波E面混合集成电调振荡器

提出了一种结构新颖、利用梁式引线变容管进行调谐的毫米波E面混合集成电调振荡器及其设计方法。电调振荡器由E面悬置耦合带线和鳍线构成,输出端口为标准矩形波导。通过对变容管偏压的调节,振荡器在35GHz频率处有780MHz的电调带宽,带内功率输出为(19.3±0.5) dBm。     

毫米波二倍频器的研究与设计

利用砷化镓场效应管器件的非线性特性设计了一个单端毫米波段二倍频器,输入频率为27次谐波抑制大于25 dB。芯片总面积（含pad）为1．068 mm ＆#215;0．495 mm。     

一款基于45 nm SOI CMOS工艺的高功率二倍频器

基于45 nm SOI CMOS工艺,设计了一款输出频率为10.04 GHz～19.26 GHz的高功率二倍频器。该二倍频采用push-push结构,能够滤除奇次谐波,留下偶次谐波。为了提高倍频管二次谐波的功率,将MOS管偏置在C类。在二倍频器的输入端,采用二次谐波短路回路来提高倍频转换增益;同时,为了实现巴伦中心交流接地及平衡信号,在巴伦中心抽头处加入了一个电容。后仿真结果表明：在输入功率为0 dBm下,3 dB绝对带宽范围为10.04 GHz～19.26 GHz,相对带宽为62.9%。在带宽内基波抑制达到了27 dBc以上。最大转换增益为4.9 dBm。直流功耗峰值为26 mW。其最大功率附加效率为15.4%。芯片核心面积仅为0.264 mm²。     

一种新型毫米波集成功率合成器的研究

提出了一种结构新颖、利用耿氏管管蕊制作的毫米波E面混合集成功率合成器及其设计方法。功率合成器电路由E面悬置耦合带线和鳍线构成,输出端口为标准矩形波导。在Ka频段,双管芯合成源在550 MHz的机调带宽内,输出功率大于200 mW,最大输出功率为305 mW。     

小型Ka频段锁相倍频源

介绍了小型毫米波跳频频率合成器的研究方法。为了满足系统小型化要求,采用微波频段锁定后倍频到毫米波频段的锁相倍频方案,选用超小型、无任何补偿措施的普通10 MHz晶振。整个毫米波锁相源在150 cm3体积内实现。测试结果为:输出频率29~31 GHz,步进20 MHz,相噪优于-65 dBc/Hz@10 kHz,输出功率大于10 dBm,可用于8 mm接收机作本振或发射机基准源使用。     

S波段三次倍频器的CAD设计

基于倍频器在微波通信电路及系统中的广泛应用性和特殊性,对一种用于某工程的关键部件—S波段三次倍频器进行了设计与优化。其中主要用ADS中微波电路板设计软件及矩量法设计微带交指滤波器,并利用ADS进行谐波平衡法优化倍频器电路,而且对理论设计和实验结果进行了分析,测试表明实验和设计结果很好的吻合,完全满足倍频器的技术指标要求。     

漏/阻双模高性能D波段无源混频器

介绍一种基于70nm砷化镓变晶性高电子迁移率晶体管(mHEMT)工艺的漏/阻双模、高性能D波段无源混频器.该单片集成基波混频器采用共面波导(CPW)实现.为了保证电路高频设计的准确性,对共面波导进行电磁场仿真建模.采用谐波平衡法对漏极、阻性2种状态的端口大信号阻抗进行仿真分析,设计出射频(RF)和本振(LO)信号共用的匹配网络.测试结果表明:在漏极状态下,当射频频率从110GHz变化到150GHz、中频频率固定为1GHz、本振信号功率设置为3dBm时,转换增益位于-4.4~-11.6dB;在阻性状态下,当射频频率从110GHz变化到150GHz、中频频率固定为1GHz、本振信号功率设置为0dBm时,转换增益位于-8.0~-18.6dB.包含焊盘在内,芯片面积为0.86mm×0.43mm.