基于LCT望远镜接收机230 GHz固定衰减器的设计研究

基于吸收式衰减器原理,分别设计和仿真了圆弧形和柳叶形的固定式衰减器,在200～260 GHz频率范围内能够实现10dB和20dB两种规格的衰减,衰减精确度均低于±1.3dB.     

高功率矩形波导可调衰减器的仿真设计与实验

为了满足微波化学反应对功率可变的要求,设计了高功率可调衰减器.利用HFSS软件计算了衰减器外壳形状和宽度对衰减量和电压驻波比的影响,得到了最优结构尺寸的高功率可调衰减器.按照仿真得到的最优结构尺寸,制作了高功率矩形波导可调衰减器.衰减器实测的最大衰减量为8.6 dB.衰减片插入波导的深度小于40 mm时,电压驻波比均小于1.1,此时最大衰减量为5 dB;插入波导的深度大于40 mm时,电压驻波比有所增加,最大值为1.55,此时最大衰减量达到10.3 dB.仿真结果与实验结果一致.     

一种宽带小型化微波增益均衡器设计

在宽频带内工作的微波组件的幅频特性通常会有较大起伏.为了改善其增益平坦度,本文设计了一种超宽带、小型化的微波幅度均衡器.该均衡器由两个对称的微带支节谐振器级联而成.每个支节谐振器由阶梯状微带线和加载电阻构成.该均衡器设计尺寸小,仿真效率高,频带范围宽,可以达到1~18GHz,带内最大衰减6.9dB,最小衰减0.4dB,端口反射系数均小于-10dB.实际增益曲线与仿真曲线较为吻合.     

一种新颖的宽频带双极化印刷偶极子基站天线

提出一种新颖的宽频带双极化印刷偶极子基站天线.该天线由梯形支撑结构、集成双倒L型馈电线和偶极子3部分组成,安装于底板上形成低剖面结构.仿真结果显示,1.63～2.8 GHz频段内,电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)小于1.5,隔离度小于-28 dB,交叉极化比小于-20 dB...     

一种新型双频段可变增益低噪声放大器

采用SMIC 0.13μm RF CMOS工艺,设计了一款新型的双频段可变增益低噪声放大器(DBVG-LNA),应用于GSM900/DCS1800双频网络通讯系统中.分别采用多谐振网络和开关谐振网络完成输入输出双频段阻抗匹配,采用共栅旁路管和开关切换电阻完成4挡可调增益,有效地解决变频段和变增益兼容难的问题.另外,采用共源共栅差分对结构获取高隔离度和低二次谐波失真.1.2V电源电压,版图面积为0.43μm×0.65μm.仿真结果表明,在GSM900频段电压增益20.6~12.7dB 4挡可调,NF:1.45~2.05dB;在DCS1800频段电压增益19.3~11.2dB 4挡可调,NF:1.36~2.55dB;S_(11)均小于-17dB.     

小型发夹型SIR微带带通滤波器的设计

针对高性能射频滤波器结构复杂、尺寸大的问题,基于阶梯阻抗谐振器设计制作了一个中心频率为2.45GHz的小型发夹型微带带通滤波器。通过把半波长阶梯阻抗谐振器耦合结构折合成U字形,即发夹型结构改善了滤波器性能和缩小了滤波电路尺寸。通过软件仿真和对制作的硬件电路测试的结果表明,设计制作的滤波器在2.42GHz到2.48GHz范围内的插入损耗小于2dB,3dB带宽为130MHz,中心频率的回波损耗达到了30dB,直流到2GHz以及2.8GHz到11GHz频率范围的阻带衰减都大于了30dB。因此,该滤波器有效地抑制了寄生通带,而且结构简单、尺寸也小于26mm×22mm。     

双极化膜片阵列加载方波导带通滤波器的设计

采用方波导对称加载周期性金属膜片阵列的结构,设计并研制了一个双极化宽带方波导带通滤波器,分析了膜片高度和加载周期这两个关键参数对滤波器滤波特性的影响,获得7.5～14 GHz上插入损耗小于1 dB的实测通带带宽,阻带范围14.5 ～ 16.8 GHz,且阻带衰减最大值达到45 dB,正交双极化之间的极化隔离度大于25 dB.该滤波器可很方便的用于宽频带双极化波导天馈系统.     

一种新型钻石形超宽带天线的设计与实现

设计一种新型钻石形超宽带天线,该天线印刷在介电常数为4.4的FR4介质板上,尺寸为26mm×24mm×0.8mm.设计过程中对天线辐射贴片进行两次优化,并利用阶梯化接地板的方法对天线进行优化.实验结果表明,该天线可在2.0~14.5GHz内实现电压驻波比VSWR≤2的带阻特性,相对带宽为151%,且具有结构简单和小形化等优点,可应用于各种超宽带(UWB)系统中.     

小型化交叉耦合腔体滤波器设计

用HFSS仿真软件设计了以铜为材料,中心频率为0.945 GHz,带宽为30 MHz的小型化交叉耦合滤波器,带外10MHz处S21有-20 dB的衰减,带内S21大于-0.5 dB,S11<-10 dB的四腔体滤波器。整个滤波器尺寸为90 mm×90 mm×35mm。在腔体数不增加的情况下,达到了较好的带边抑制。同相同滤波器性能相比,体积更小,而且可调试。     

基于LTCC技术的S波段双工器的设计

本文借助LTCC的多层结构,先设计出了带传输零点的带通滤波器（BPF）。并通过匹配网络,利用HFSS仿真软件对其参数进行优化仿真,设计出了一种基于LTCC技术的S波段双工器。该双工器尺寸为18.3mm×15.6mm×0.5mm、在2.03GHz和2.19GHz处的插入损耗小于-3.72dB。在频率1.87GHz和2.34GHz处衰减大于-55dB,有效的抑制了阻带上的本振信号及其镜象信号。S13小于-12dB,体现了两端口之间的良好的隔离度,满足了该双工器设计指标和小型化的目的。     

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.     

用于GNSS的高增益宽带低噪声放大器

基于UMC 0.18 μm CMOS 工艺,设计了一款用于全球卫星导航系统(GNSS)的宽带低噪声放大器(LNA). 其中,采用并联反馈电阻噪声抵消结构降低整体电路的噪声,使用电感峰化技术提升工作频带内的增益平坦度,进而优化高频噪声性能. 此外,采用共源共栅结构提高电路的反向隔离度. 仿真结果表明,在电源电压为1.8 V 的条件下,低噪声放大器的-3 dB 带宽为1 GHz,最大增益为15.08 dB,在1-2 GHz 内增益变化范围为±1 dB,噪声系数为2.65-2.82 dB,输入回波损耗和反向传输系数分别小于-13 dB 和-40 dB. 芯片核心面积为740 μm×445 μm.     

双模谐振器设计超宽带滤波器

利用双模谐振器设计一个结构新颖紧凑的超宽带(UWB)滤波器,该滤波器的通带为3.9~11.6 GHz,通带最低频率(FBW)达99%.两个衰减极点分别产生在靠近通带的两边,提高了通带频率的选择性.另外两个衰减极点产生在通带高频端的阻带内,抑制双模谐振器二次谐振产生的谐振模式,很好地改进了阻带性能.仿真和测量结果表明,通带内插入损耗低于1.0 dB(3.9~11.6 GHz),高阻带内插入损耗大于15.0 dB (12.0~19.5 GHz),整个通带内群延迟小于0.5 ns.仿真和测量结果很好地吻合,表明此超宽带滤波器的有效性.     

一种应用于WLAN/WiMAX的双频天线

文中设计了一种应用于WLAN和WiMAX的双频微带天线,天线采用共面波导馈电,由2个伞形偶极子贴片产生2个带宽,该天线印刷在尺寸为20 mm×30 mm×1.6 mm、介电常数为2.65的聚四氟乙烯介质基板上.利用高频结构仿真软件HFSS对所设计的天线进行仿真和分析,通过对影响天线性能的关键参数进行研究和分析,并对该天线进行优化,得出该天线的具体尺寸.仿真和实验结果表明,该天线的-10 dB的阻抗带宽分别为1 700 MHz（2.3~4 GHz）和1 000 MHz（5~6 GHz）,能够满足WLAN（2.4~2.484 GHz/5.15~5.35 GHz/5.725~5.825 GHz）和WiMAX（2.5~2.69 GHz/3.4~3.69 GHz/5.25~5.850 GHz）的通信需求以及低端UWB通信需求.该天线结构简单,体积小,在工作带宽内有很好的全向辐射特性和较高的增益.     

多层陶瓷LTCC带通滤波器设计

该文提供了一种基于低温共烧陶瓷(low temperature co_fired ceramic,LTCC)技术多层陶瓷微波带通滤波器的设计方法。首先通过ADS软件建立电路模型,使用4级UIR(uniformity impedance resonator)结构设计电路模型中的谐振结构,实现中心频率为625 MHz、带宽为50 MHz的带通滤波器。再使用Ansoft HFSS软件设计新型耦合结构,加强谐振级之间的耦合,进而降低通带内插入损耗(S21)和通带的波动,加强带外的抑制。最终实现了外形尺寸为5.0mm×5.0mm×1.5mm,插入损耗小于3.5dB,带宽为50MHz,带外70MHz处抑制大于40dB,带内波动小于1.0dB,电压驻波比(VSWR)小于1.5,且3 GHz内没有寄生的通带,中心频率为625 MHz较低频的带通滤波器。     

一种基于CSRR结构的超宽带陷波天线设计

设计了一款基于互补金属开口谐振环(CSRR)的具有陷波特性的超宽带天线。所设计的天线采用渐变式馈线,实现了较宽的阻抗匹配,并且通过在辐射贴片上刻蚀2个圆形开口缝隙来实现双陷波特性。天线尺寸为35mm×30mm×1mm。利用电磁仿真软件HFSS 13.0进行了仿真分析,根据仿真结果优化了设计;加工实物进行了测试,结果与仿真具有良好的一致性。仿真和测试结果表明天线在2.7~15.6GHz的频段内电压驻波比(VSWR)小于2,在3.1~3.7 GHz、5.1~5.9 GHz具有陷波特性,分别有效抑制了WiMAX、WLAN信号对超宽带通信系统的干扰。研究表明,该天线在除陷波频段外的其余超宽带工作频段范围内,具有良好的辐射方向性和稳定的增益,且结构紧凑,易于共形,能较好地应用于超宽带通信系统中。     

用于全球定位系统终端的小型化四臂螺旋天线

设计一种工作在全球定位系统(GPS)L1频段小型化四臂螺旋天线.该天线由弯折的螺旋臂和双层馈电网络组成,与传统的半波长四臂螺旋天线相比,不仅缩短了螺旋臂的长度,而且有效利用了接地面的尺寸,从而在紧凑的空间内仍能保持较高的顶点增益.天线尺寸为20 mm×20 mm×21 mm(0.10λ_0×0.10λ_0×0.11λ_0,λ_0为中心频率1.575 GHz时对应的波长).实测结果表明,|S_(11)|≤-10dB的阻抗带宽为2.9%(1.555～1.600 GHz),轴比≤3 dB的圆极化带宽为14%(1.386～1.602 GHz),在L1频段中心频率处的顶点增益达到4.15 dBi.因此,可应用于小型化的全球定位终端设备中.     

一种BiCMOS带隙基准电压源的设计

设计了低温度系数、高电源抑制比BiCMOS带隙基准电压发生器电路.综合了带隙电压的双极型带隙基准电路和与电源电压无关的电流镜的优点.电流镜用作运放,它的输出作为驱动的同时还作为带隙基准电路的偏置电路.使用0.6μm双层多晶硅n-well BiCMOS工艺模型,利用Spectre工具对其仿真,结果显示当温度和电源电压变化范围分别为-45~85℃和4.5~5.5 V时,输出基准电压变化1 mV和0.6 mV;温度系数为16×10-6/℃;低频电源抑制比达到75 dB.电路在5 V电源电压下工作电流小于25μA.该电路适用于对精度要求高、温度系数低的锂离子电池充电器电路.     

2.8～8.5 GHz全集成高增益低功耗超宽带低噪声放大器设计

为了在不增加功耗的前提下提高低噪声放大器的增益,本文通过引入电流复用技术,并将偏置管兼作放大管,设计出一款全集成高增益低功耗超宽带低噪声放大器。采用TSMC公司的0.18μm CMOS工艺和Cadence软件对本低噪声放大器电路进行前仿真和后仿真。仿真结果表明,在1.5V的电压供电下,整个电路的功耗(power consumption,PD)为11.7mW,在2.8~8.5GHz的频段内,噪声系数(noise figure,NF)为3.05~4.1dB,正向增益(S21)为18.2~19.9dB,输入回波损耗(S11)、输出回波损耗(S22)均小于-10dB,群延迟为130~320ps,在6GHz处,三阶交调点IIP3为-12.16dBm,达到了设计目标。该低噪声放大器具有高增益低功耗的特点,可用于对增益和功耗要求都较高的接收机中。     

宽带三角形微带天线的设计

本文提出了一种宽带三角形偶极子微带天线.该天线由平面偶极子,垂直短路片组成,由L型馈线进行馈电.仿真结果表明:该偶极子天线相对带宽达到了70％( VSWR≤2),实现了1.87 -3.87 GHz的工作频带,平均增益达到7 dBi,具有稳定的增益和方向图,交叉极化小于-25 dB.