2.4GHz 0.35μm CMOS Gilbert下变频器

利用0 35μm CMOS工艺实现了一种用于低中频接收机的Gilbert型下变频器.其中,混频器的输出级采用折叠级联输出,射频信号、本振信号和中频信号的频率分别为2 452GHz,2 45GHz和2MHz.测试表明:在3 3V电源电压条件下,整个混频器电路消耗的电流约为4mA,转换增益超过6dB,输入1dB压缩点约为-11dBm.     

一种2.4GHz 0.35μm CMOS Gilbert下变频器

利用0.35μm CMOS工艺实现了一种用于低中频接收机的Gilbert型下变频器．其中,混频器的输出级采用折叠级联输出,射频信号、本振信号和中频信号的频率分别为2.452GHz,2.45GHz和2MHz．测试表明：在3.3V电源电压条件下,整个混频器电路消耗的电流约为4mA,转换增益超过6dB,输入1dB压缩点约为－11dBm．     

一种宽带单平面共面波导／槽线平衡混频器

本文采用共面波导／槽线混合环研制了一种宽带单平面平衡混频器，并得到了较好的实验结果。混频器的最佳变频损耗小于5．5dB，信号端口和本振端口的隔离度在4．0～5．2GHz频带内约为20．0dB，信号端口电压驻波比在3．8～5．5GHz频带内小于2．0，中频输出端口的电压驻波比在中频低于550MHz时小于2．0。     

毫米波单片有源混频器的研制

采用OMMIC 0.18μm GaAs pHEMT工艺,研制了毫米波单片有源混频器.该混频器选用单栅极单端FET混频结构.在中频输出端设计了低通滤波器,以提高LO-IF、RF-IF的隔离度.芯片的尺寸仅为0.95mm×1.85mm.在射频频率为39GHz、输出中频频率为3GHz时,该混频器的变频增益为0.6dB,LO-IF隔离度大于55dB,RF-IF的隔离度大于30dB.     

4～8GHz GaAs HBT单片双平衡混频器

介绍了一种基于 GaAs HBT 的双平衡混频器.该混频器将射频、本振有源Balun集成其中,在RF和LO输入端分别采用不同的LC网络实现宽带的阻抗匹配.跨导级和开关单元之间采用交流耦合,并通过带宽扩展技术实现频带内的增益平坦.测量结果显示,该混频器匹配良好,射频端口S11在3～10 GHz频带内小于-10 dB.在固定中频200 MHz 情况下测试,在4～8 GHz射频频带内,平均增益10 dB,波动小于1 dB,中频输出端口对射频信号的隔离度优于25 dB,对本振信号的隔离度优于28 dB;本振-射频端口隔离度优于32 dB.在3.3 V直流电压下测得的功耗为66 mW.     

120 GHz GaAs MMIC双平衡式基尔伯特混频器

作为低频段混频电路中的典型拓扑结构,基尔伯特单元在毫米波、太赫兹领域的应用较少,在Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体单片微波集成电路(MMIC)设计中,超过100 GHz的基尔伯特混频器很少有文献报导。基于70 nm GaAs mHEMT工艺,设计了一款120 GHz的双平衡式基尔伯特混频器,同时对该混频器版图结构进行优化改进,提升了混频器中频差分输出端口间的平衡度。仿真结果显示该混频器在本振输入0 dBm功率时,在100~135 GHz频率范围内有(-7.6±1.5) dB的变频损耗,射频输入1 dB压缩点为0 dBm@120 GHz,中频输出带宽大于10 GHz,差分输出信号间的功率失配<1 dB,相位失配<4°。该芯片直流功耗为90 mW,面积为1.5 mm×1.5 mm。     

一种基于0.18-μm CMOS工艺的新型超宽频带毫米波混频器设计与分析

本文提出了一种超宽频带毫米波混频器电路.混频器采用分布式拓扑结构和中频功率合成技术,具有宽带宽和高转换增益.该混频器采用TSMC 0.18-μm CMOS工艺设计并制造,芯片总面积为1.67mm².测试结果表明:混频器工作频率从8GHz到40GHz,中频频率为2.5GHz时的转换增益为-0.2dB至4dB,其本振到中频端口和射频到中频端口间的隔离度均大于50dB.整个电路的直流功耗小于32mW.     

三毫米波亚谐波混频器研制

采用鳍线结构研制出三毫米波亚谐波混频器.混频的核心元件是反向并联的GaAs梁式引线肖特基势垒二极管对.根据亚谐波混频器对本振、射频和中频网络的要求,先用谐波平衡法分析出反向并联二极管对在本振信号单独激励下的大信号阻抗,由此设计出本振网络.然后模拟出该器件在大信号本振激励下的小信号射频输入阻抗,并由此设计出射频网络.中频网络采用微带线结构实现.该混频器工作在射频92～96GHz,中频8～12GHz,实测带内变频损耗小于19.1dB.     

基于GaAs肖特基二极管的330GHz接收前端技术研究

基于GaAs肖特基二极管,设计实现了310~330 GHz的接收机前端.接收机采用330 GHz分谐波混频器作为第一级电路,为降低混频器变频损耗,提高接收机灵敏度,分析讨论了反向并联混频二极管空气桥寄生电感和互感,采用去嵌入阻抗计算方法,提取了二极管的射频、本振和中频端口阻抗,实现了混频器的优化设计,提高了变频损耗仿真精度.接收机的165 GHz本振源由×6×2倍频链实现,其中六倍频采用商用有源器件,二倍频则采用GaAs肖特基二极管实现,其被反向串联安装于悬置线上,实现了偶次平衡式倍频,所设计的倍频链在165 GHz处输出约10 dBm的功率,用以驱动330 GHz接收前端混频器.接收机第二级电路采用中频低噪声放大器,以降低系统总的噪声系数.在310~330 GHz范围内,测得接收机噪声系数小于10.5 dB,在325 GHz处测得最小噪声系数为8.5 dB,系统增益为(31±1)dB.     

基于微带无源电路的宽带毫米波分谐波混频器

设计了一款基于微带结构的宽带毫米波分谐波混频器。混频器中引入了短路结构的宽带射频滤波器以及一个高性能本振-中频双工器,这些无源电路能够抑制空闲组合频率,同时为中频、射频以及本振信号提供合适的回路。测试结果表明,本文设计的毫米波分谐波混频器射频工作频率为27~48 GHz,中频工作频率宽至6 GHz. 在整个工作频段内上、下变频损耗均小于12.5 dB。当射频为33 GHz,中频为1 GHz时,上变频、下变频达到最小变频损耗分别为8.2 dB和7.5 dB。     

基于LTCC技术的C频段星载接收机混频器

利用低温共烧陶瓷(LowTemperature Co-fired Ceramic,简称LTCC)技术,设计制作了一种可应用于C频段星载接收机的双平衡混频器。该混频器将射频和本振巴伦等无源器件集成在多层LTCC基板内,实现了电路的小型化、高集成度和高可靠性。测试表明,当射频输入为5.925～6.425GHz、本振频率为2.225GHz、中频输出频率为3.7～4.2GHz时,混频器的变频损耗≤9.3dB,P1dB为5.7dBm,本振到射频和本振到中频的隔离度分别为39.44dB和35.58dB。混频器的尺寸为40×22×1.92mm3。     

基于微带无源电路的宽带毫米波分谐波混频器（英文）

设计了一款基于微带结构的宽带毫米波分谐波混频器。混频器中引入了短路结构的宽带射频滤波器以及一个高性能本振-中频双工器,这些无源电路能够抑制空闲组合频率,同时为中频、射频以及本振信号提供合适的回路。测试结果表明,本文设计的毫米波分谐波混频器射频工作频率为27～48 GHz,中频工作频率宽至6 GHz.在整个工作频段内上、下变频损耗均小于12.5 dB。当射频为33 GHz,中频为1 GHz时,上变频、下变频达到最小变频损耗分别为8.2 dB和7.5 dB。     

采用ADS的CMOS双平衡混频器设计

分析了Gilbert结构有源双平衡混频器的工作机理,以及混频器的转换增益、线性度与跨导、CMOS沟道尺寸等相关电路参数间的关系,并据此使用ADS软件进行设计及优化。在采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,射频信号为2.5GHz,本振信号为2.25GHz、中频信号为250MHz时,2.5V工作电压的情况下仿真得到的转换增益为10.975dB,单边带噪声系数为9.09dB,1dB压缩点为1.2dBm,输出三阶交调截止点为11.354dBm,功耗为20mW。     

用于数字相控阵雷达收发组件的0.7~4.0GHz SOI CMOS有源下混频器

基于0.18μm SOI CMOS工艺设计了一款用于数字相控阵雷达的宽带有源下混频器。该混频器集成了射频、本振放大器、Gilbert混频电路、中频放大器以及ESD保护电路。该芯片可以直接差分输出,亦可经过片外balun合成单端信号后输出。射频和本振端口VSWR的测试结果在0.7~4.0GHz范围内均小于2,IF端口的VSWR测试结果在25 MHz~1GHz范围内小于2。当差分输出时,该混频器的功率转换增益为10dB,1dB压缩点输出功率为3.3dBm。电源电压为2.5V,静态电流为64mA,芯片面积仅为1.0mm×0.9mm。     

380GHz 辐射计前端关键技术研究

辐射计是一种用于测量物体热辐射的高灵敏度接收机,是被动微波遥感的主要工具。辐射计前端作为辐射计系 统的重要组成部分,其性能直接影响系统的指标。本文介绍一种380GHz 辐射计前端关键技术的设计,包括380GHz 分谐 波混频器及作为本振驱动的190GHz 三倍频器。其中380GHz 分谐波混频器在2.5~3.5GHz 中频输出频率范围内实测变频 损耗低于10dB,均值为9dB;等效噪声温度达到1300K,均值约为2000K。190GHz 三倍频器已完成仿真设计,在190GHz 频率点倍频效率大于25%,输出功率约18mW,在183~193GHz 的频带范围内,输出功率大于5mW。     

一种鳍线混频器的设计

研究一种用于近程雷达的毫米波混频器的设计,电路结构上采用简单易于实现的单端混频器结构,通过环行器来实现本振和信号的输入,环行器的功率分配可根据雷达的作用距离来进行设计,采用鳍线结构来实现混频器的匹配输入,通过一个滤波电路来实现中频输出,尽可能地减小混频损耗.经测试,当工作频率为30 GHz时,变频损耗仅为6 dB.     

一种基于0.18-μm CMOS 工艺的超宽频带分布式无源栅注入混频器

本文介绍了一种基于0.18-μm CMOS 工艺的宽带无源分布式栅注入混频器。通过采用分布式拓扑结构,该混频器具有很宽的工作频带;中频输出端口使用了一个4阶低通滤波器,从而极大地提高端口之间的隔离度。此外,文中还分析了混频器的阻抗匹配与转换损耗。测试表明：该混频器在3GHz到40GHz频率范围工作时的转换损耗为 9.4 ~ 17 dB,零直流功耗,其芯片面积为0.78 mm2。在射频频率为23GHz固定中频频率为500MHz时的输入参考1dB压缩点大于4dBm。在整个工作频带内,其射频到本振端口、射频到中频端口及本振到中频端口的隔离度分别大于21dB, 38dB,45dB。该混频器适用于WLAN,UWB,Wi-Max,车载雷达系统和其它毫米波射频的相关应用。     

低中频接收机中高线性度正交混频器设计

本文首先以Gilbert单元为核心,利用折叠结构,设计了一种具有高线性度的CMOS单通道混频器。该混频器的输入射频信号设用了600MHz、输出中频为8MHz。接着本文应用这一混频器设计了低中频接收机中所需的双通道正交混频器。经仿真得到其在3.3V的电源电压下,转换增益为8.4dB,输入1dB压缩点和IIP3分别达到0dBm和10dBm,单边带噪声系数为16.8dB。     

Ka波段镜像抑制谐波混频器设计

针对现代毫米波接收机和雷达系统高抗干扰能力的需求,分析了具有镜像频率抑制能力的谐波混频器的基本原理,提出了一种Ka波段镜像抑制谐波混频器的设计方案。该混频器由两个混频单元组成,利用输出信号的相位关系识别RF信号和镜频信号,RF混频信号在输出端口同相叠加,镜频混频信号反相抵消。使用Ansoft HFSS和Agilent ADS仿真软件分别完成电路无源部分仿真和谐波平衡仿真设计,制作了混频器并进行了测试。测试结果表明:RF频率为29.4～31GHz,中频(IF)为100 MHz,变频损耗稳定在8.8～10.3 dB,镜像抑制度大于20.1 dB,各个端口隔离度均大于31.4 dB,RF端口和本振(LO)端口驻波比分别小于1.3和2.2,输入功率在1 dB压缩点为-5 dBm。     

一种基于OFDM UWB接收机的CMOS下变频混频器

设计了基于正交频分复用(OFDM)超宽带(UWB)系统的下变频混频器(Mixer),并采用0.18μm RF CMOS工艺,通过一种不同于传统Gilbert结构的新颖的双平衡结构来实现,以降低本振大信号对输出中频端的噪声贡献和干扰,降低混频器的静态直流功耗等.测试结果表明:在4～252MHz的中频范围内,转换增益大于2.5～7.8dB,线性度IIP3大于3.3dBm,噪声系数为22.5～26dB,各端口间隔离度均在约-50dB,在1.8V电压下消耗总电流约为8mA.