GaAs MMIC开关MESFET电路建模技术研究

基于Agilent公司的IC—CAP软件及GaAs圆片工艺加工线，研究了砷化镓微波毫米波单片集成电路（GaAsM—MMIC）开关MESFET电路建模技术及其应用。讨论了MMIC设计中电路建模技术的重要性，提出了高精度GaAs MMIC开关MESF田简化电路模型及不同栅宽模型参数的比例缩放方案，扩展了电路模型的应用频率范围，解决了电路模型参数提取中的关键问题，如：开关MESFET模型的版图设计、微波探针校准图形的设计、电路模型参数的提取、统计和确认。采用该技术提取的电路模型参数，成功研制出GaAs MMIC控制电路系列产品，验证了该方法的有效性。     

60GHz射频芯片——无线通信学术和产业界研究的新热点

微波单片集成电路(MMIC)是无线通讯领域的核心技术,也是国际芯片设计领域中,公认的最难设计的集成电路品种.随着多媒体以及宽带无线通信应用的发展,近年世界各国相继开放60GHz频率附近大于5GHz频宽免许可频带,作为无线通信领域的核心技术,60GHz的射频芯片依靠其体积小,可靠性高,以及具有极高带宽的特点,也成为无线通信学术界和产业界研究新热点之一.本文简述了60GHz无线通信的优势和应用范围,介绍了60GHz射频芯片的国际研究动向和趋势.     

单片微波集成电路中的元件参数的提取

单片微波集成电路（MMIC）中集总元件和MESFET管的模型是微波电路CAD的关键,在确定电路模型后,为要进行正确的设计,还必须知道模型中各元件的参数。在给出了MMIC集总元件9种可能的等效电路形式,已知S参数与频率的关系后,可以确定集总元件应选用的最佳等效电路形成;推导了由S参数提取上述集总元件和管芯等效电路中各元件参数的方法,编制了相应的程序,为确保计算得到和各元件值的误差最小,在程序中用最小二乘法对计算结果进行了优化处理;推导了各参数在最小二乘意义下的最佳值;对各元件的计算结果分别进行了高精度的搜索比较,以使计算结果有最小偏差,计算实例证明了编制的程序可达到较快的运算速度和较高的计算精度。     

基于FFT技术微波集成电路及阵列天线快速电磁仿真

该文开展了混合位积分方程(MPIE)的空域矩量法(MoM)对单片微波集成电路(MMIC)及阵列天线的全波分析,并采用了共轭梯度快速傅里叶变换(CGFFT)算法减少矩量法的内存需求与计算复杂度.并针对此方法必须采用等间距离散的限制,采用了基于快速傅里叶变换(FFT)技术的修正算法,包括稀疏矩阵规则网格方法(SMCG)、自适应积分方法(AIM)和预校准快速傅里叶变换方法(Precorrected-FFT).此类方法既保留了三角基函数精确建模的能力又具备CGFFT算法高效计算的优点,实现了对复杂结构、电大尺寸的微波集成电路及阵列天线的快速电磁仿真.     

一种基于锥形天线的超宽带微带转波导转换

本文提出一种新型的微带转波导转换器,利用锥形天线实现其传输的超宽带和端射特性。将单片微波集成电路（MMIC）兼容的天线插入到矩形波导的E平面中,可以实现TE10主导模式传输。采用这种新的天线耦合方式,可以实现紧凑的结构设计和低成本的制造,而不需要多层衬底或侧壁开槽的波导。研究证明,在机械对准情况下,设计的UWB天线耦合的微带转波导连接器在6GHz?50GHz频带内,回波损耗优于-10dB,VSWR小于1.8。     

基于锥形天线的超宽带微带-波导转换的研究

提出了一种新型的微带-波导转换器,利用锥形天线实现其传输的超宽带和端射特性.将单片微波集成电路(MMIC)兼容的天线插入到矩形波导的E平面中,可以实现TE10主导模式传输.采用这种新的天线耦合方式,可以实现紧凑的结构设计和低成本的制造,而不需要多层衬底或侧壁开槽的波导结构.研究表明:在机械对准情况下,设计的超宽带(Ultra-Wide-Band)天线耦合的微带转波导连接器在6～50 GHz频带内,回波损耗优于-10 d B,电压驻波比(VSWR)小于1.22.     

一种快速有效提取微波场效应管模型参数的新方法

本文介绍了一种在大的微波系统优化中非常有效的方法——分离法.本文是将总的优化问题化为一系列子优化问题,在每个子优化问题中都用电路响应最灵敏的参数组成目标函数.这样就大大地提高了优化的精度和效率.本文运用分离法的基本原理自编了灵敏度分析程序MICSEN,并利用自编的优化程序MICBFGS,成功地提取了微波场效应管模型参数,其精度比传统方法大为提高,计算时间亦大大缩短.     

一种快速有效提取微波场效应管模型参数的新方法

本文介绍了一种在大的微波系统优化中非常有效的方法——分离法。本文是将总的优化问题化为一系列子优化问题,在每个子优化问题中都用电路响应最灵敏的参数组成目标函数。这样就大大地提高了优化的精度和效率。本文运用分离法的基本原理自编了灵敏度分析程序MICSEN,并利用自编的优化程序MICBFGS,成功地提取了微波场效应管模型参数,其精度比传统方法大为提高,计算时间亦大大缩短。     

基于GaAs pHEMT工艺的宽带6位数字移相器MMIC

基于0.15μm GaAs pHEMT (pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)工艺，研制了一款6位数字移相器微波单片集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC）.该移相器由六个基本移相位级联组成，工作频带为10～18 GHz，步进值为5.625°，移相范围为0～360°，具有64个移相态.根据最优拓扑选择理论，5.625°，11.25°，22.5°移相位采用桥T型结构，降低了移相器的插损及面积；采用开关型高低通滤波器结构实现45°，90°，180°移相位，提高了大移相位的移相精度，并有效降低了寄生调幅.实测结果表明：64态移相寄生调幅均方根误差小于0.6 dB，移相输入输出回波损耗低于-11 dB，移相均方根误差小于4.2°，基态插入损耗低于8.6 dB.芯片尺寸为3.35 mm×1.40 mm.该数字移相器具有宽频带、高移相精度、尺寸小的特点，主要用于微波相控阵T/R组件、无线通信等领域.     

宽带增益线性渐变MMIC放大器设计

本文介绍了一种采用ＭＭＩＣ元器件设计宽带增益线性渐变放大器的方法．按这种方法设计的放大器可实现增益线性渐变，输入输出匹配良好．此方法在同类放大器设计中有一定的参考价值．     

Q波段混合集成体效应振荡器的研究

在数值分析的基础上,用曲线拟合法给出了屏蔽悬置微带线的简明分析公式;并用谱域中的等效传输线法对屏蔽悬置微带线谐振器进行了理论分析,对其数值结果作了实验验证。在此基础上,研制了Q波段悬置带线体效应振荡器,当频率为46GHz时,其最大输出功率为74mW,并具有1.2×10~(-4)的频率稳定度。     

共面波导和共面条带的间隙电容

本文用谱域中的迦辽金方法分析了共面波导和共面条带结构的间隙电容,给出了几种不同结构尺寸间隙电容的数值结果。     

数电实验常用芯片检测指示仪简析

数字芯片特别是74系列逻辑芯片在学生实验中更是至关重要,实验中要保证实验的效果,必须要求所用的芯片逻辑功能完整,但如果对所用芯片的各个管脚进行逐一测试,就显得十分繁琐。另外,在数字电路的维护和维修中也经常要对芯片的好坏进行检测。针对上述需要,设计了以89C52单片机为控制核心并针对74系列逻辑芯片将传统检测算法进行优化后的简单可行的芯片检测指示仪。     

多输入端运算跨导放大器电路结构研究

提出多输入端运算跨导放大器的两种CMOS电路结构。对结构特点和设计原则作了对比分析;对设计实例电路提供了SPICE程序模拟结果。     

单鳍线加载鳍片传输特性分析

应用谱域法及模匹配法分析了光刻在单鳍线背面金属鳍片的散射特性，并用多端口网络连接技术确定出有限长度鳍片的广义散射矩阵，给出等效电路并分析了其传输特性。     

高性能GaAs微波单片集成电路负阻压控带通有源滤波器

在前期对ＧａＡｓ微波单片集成电路负阻压控带通有源滤波器进行理论及实验研究的基础上,针对国内工艺技术的特点,提出了提高其性能的电路结构及其设计技术。该设计采用宽带放大器级联负阻压控带通有源滤波器,在输入端设计π型宽带匹配电路,并采用经实验验证和优化设计的平面压控变容管。模拟结果表明,该压控带通滤波器性能优越,有１０ｄＢ以上插入增益,通带宽度约３０ＭＨｚ,调频范围宽约４００ＭＨｚ,工作于１．４４￣１．     

基于多分辨率的时域方法在微波集成电路中的应用

将基于多分辨率分析的时域方法（ＭＲＴＤ）用于微波集成电路中多层介质导体互连线的时域电磁场分析,推导了基于ＭＲＴＤ的一阶Ｍｕｒ＇ｓ吸收边界条件的差分格式,进而采用理想匹配层（ＰＭＬ）技术形成吸收边界,使适用范围从原来的封闭系统推广到开放系统．用此方法对微波集成电路互连线进行了分析,结果与传统ＦＤＴＤ比较一致．由于ＭＲＴＤ方法的色散特性较好,则可用比ＦＤＴＤ少得多的网格数来模拟电磁结构,从而达到与ＦＤＴＤ相同的计算精度