一种有源双平衡微波混频电路的设计与分析

采用系统分析的方法,从微波混频器基本原理入手,分析了本振反相型平衡混频器性能参数;在此基础上,采用芯片LT5522设计了一种有源双平衡微波混频器;对该接收机实物电路进行测试分析。设计的混频器在输入端添加了镜像抑制滤波器,在前级添加了低噪声放大器,因而使整个下变频电路具有良好的噪声系数,链路噪声系数小于1.2dB,结果满足要求。     

2．4GHzCMOS双平衡混频器的设计与仿真

设计了工作在2.4GHz基于Gilbert单元为核心的CMOS有源双平衡混频器.为改善系统噪声性能,在混频器中变频增益增加了分流源单元和耦合电感单元.混频器RF、LO和IF频率分别为2.4 GHz、2.402 GHz和2 MHz.采用SMICO.18μm CMOS工艺进行仿真,在1.8 V电源电压下,混频器转换增益为23dB、噪声系数为8.58 dB、三阶输入截止点为-7.8 dBm、功耗为9.54 mw.     

基于传输线CMOS肖特基二极管W波段混频器

采用130 nm CMOS工艺,设计一种工作频率在94 GHz的高频无源混频器.该混频器为单平衡式结构,主要采用具有良好高频特性的肖特基势垒二极管与互补型传导传输线(CCS-TL)来实现.电路主要分为三部分:环形波导耦合器(Rat-race coupler),反向并联二极管对,低通滤波器.输入本振信号频率94 GHz,射频信号频率94.1 GHz,输出中频信号频率100 MHz.在电路直流偏置电压为0.5 V,本振信号PLO=0 dBm时,混频器的变频损耗为17 dB,P_(LO)=10 dBm,变频损耗为14.6 dB.经测试LO端口与RF端口的回波损耗分别为-13.4 dB,-16.7 dB,LO与RF的隔离度为26.2 dB.     

基于S2I开关电流技术的2次抽样采样混频器

讨论了由第2代开关电流拷贝器构成射频混频器的原理,分析了开关电流技术在单片集成芯片设计中的优越性与不足,阐述了采用开关电流S²I结构构成2次采样混频器的原理,给出了差分结构混频器的仿真结果.仿真结果表明基于S²I单元的2次采样混频器具有良好的线性以及动态范围.     

新型高线性度双平衡CMOS混频器芯片的设计

设计了一款用于无线通信射频系统的新型双平衡混频器芯片,该混频器的输出信号中不存在与射频输入信号相关的二次非理想项,具有高线性度.该混频器基于新型乘法器结构,在两个工作于线性区的对称金属氧化物半导体(MOS)晶体管的源、漏两极加入差分射频信号,在其栅极加入差分本振信号,从而以低复杂度方式实现射频信号与本振信号的双平衡混频或相乘;采用差分推挽放大器及源随器作为芯片的输出缓冲接口,改善了芯片与片外电路之间的隔离度,提高了功率增益和输出匹配性能.芯片采用0.18 μm射频(RF)互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺流片,实现超宽频带范围内的信号混频或相乘,1 dB压缩点2.9 dBm,三阶交调16 dBm,总功耗25 mW,芯片性能良好,可以满足高性能、超宽带、高速无线通信系统的要求.     

基于ADS仿真的高线性CMOS混频器设计

提出了一种提高混频器线性度的方法：采用交叉差分的结构取代原有的混频器结构．改进后,输出信号的三次谐波会被消除,混频器的三阶截止点也得到改善．混频器工作电压1．8V,射频信号5GHz,电路采用0．18μm CMOS工艺,使用Agilent公司的先进设计系统ADS（advanced design system）对电路进行仿真设计．仿真结果表明,经过改善后,混频器IP3提高3．5dB（线性度提高）,转换增益提高4．8dB．     

S波段超低变频损耗镜像抑制混频器

镜像抑制混频器能有效地减少镜像干扰,抑制镜像频率,被广泛的应用在微波产品中。主要设计了S波段镜像抑制混频电路,首先阐述了平衡混频器、镜像抑制混频器的工作原理,然后利用ADS进行设计和仿真。该混频器的射频输入信号3 600 MHz,本振输入信号为3 800 MHz,中频输出信号为200 MHz。为了减少射频和本振信号的泄露,利用λ/4开路线对信号进行回收,既减小了变频损耗,也增大了端口隔离度。最终变频损耗小于4.2 d B,隔离度大于30 d B,镜像抑制度基本都大于20 d B,由仿真结果验证出该设计是可行的。     

2.4 GHz CMOS双平衡混频器的设计

该文设计了工作在2.4GHz基于Gilbert单元为核心的CMOS有源双平衡混频器.为提高变频增益增加了分流源单元.该混频器RF、LO和IF分别为2.40GHz、2.41 GHz和10 MHz.经仿真在2.5 V电压下,取得变频增益(Gc)为11.095dB、噪声系数(NF)为8.836dB、1dB压缩点(P1dB)为-13.6 dBm、三阶输入截止点(ⅡP3)为-3.72 dBm、功耗为13.5 mW的较好结果.该混频器采用TSMC 0.25μm CMOS工艺实现,版图面积(包括pads)为1 mm×1 mm.     

单平衡混频器的ADS设计与仿真

介绍了单平衡混频器的工作原理及借助ADS软件设计的步骤,给出设计实例,运用S参数及谐波平衡法对实例进行仿真。由仿真结果验证可行性,通过设计可以看出,利用ADS进行微波电路仿真,可以方便的得出最佳电路设计,指标符合规定值。     

用于UHF RFID零中频接收机的混频器设计

基于SMIC 0.18.μm CMOS工艺,设计了一种应用于超高频(UHF)射频识别(RFID)系统零中频接收机的混频器.在对传统吉尔伯特混频器的噪声指标进行深刻分析的基础上,采用动态电流注入技术,设计出了一种低噪声、高线性度的混频器.动态注入电路有选择地向跨导级注入适当电流,大大抑制了开关管中的闪烁噪声,从而提高了混频器的整体噪声性能,同时又不影响混频器的线性度.在1.8V电源电压下,仿真显示,该混频器取得11.3dB的噪声系数、-5.58 dBm的输入l dB压缩点、26.04 dB的转换增益.芯片仅消耗7.2 mW功耗,占用404 μm*506 μm芯片面积.     

基于超材料技术的吸波型频选结构设计

提出了一种复合型吸波频率选择表面（absorptive frequency selective surface, AFSS）结构,由超材料吸波体（metamaterial absorber, MA）和频率选择表面（frequency selective surface, FSS）组成.复合型MA由加载电阻的平面型方环结构和立体型双面开口C型环结构组成,吸波频段为4.79～30.57 GHz,具有极化不敏感特性,在斜入射45°内保持稳定吸波. FSS采用了圆环缝隙旋绕结构,通过6次旋绕枝节实现了1.96～2.16 GHz频段内小于1 dB的插入损耗,形成低频通带.二者组合形成的复合型AFSS,能在1.28～1.38 GHz频段内良好透波,4.88～30.58 GHz频段内宽带吸波,实现了吸透波一体的性能.     

一种应用于WLAN/WIMAX的三频微带天线

文章设计了一个应用于WLAN(Wireless Local Area Networks)和WIMAX(Worldwide interoperability for Microwave Access)领域的具有三频带特性的微带天线.天线利用多分支形式来实现多频带特性,其结构包括印刷在介质板正面的一半圆形贴片、矩形环及一个领结形单元,在介质板背面的接地板采用非均匀结构,并在接地板上沿增加了矩形贴片用于改善阻抗匹配.通过仿真设计表明该天线在三个设计频段内达到理想的带宽并具有较好的全向辐射特性,分别在2.4GHz的频段带宽达到9%(2.39GHz-2.6GHz),在3.5GHz的频段达到10%(3.29GHz-3.64GHz),在5.8GHz频段达到8%(5.75GHz-6.03GHz),且天线各频段性能可独立控制.天线具有较小的结构尺寸为31mm×18mm×1.6mm.最后,对天线进行了加工并测试,测试结果与仿真结果吻合良好.     

P波段数控电调带通滤波器的设计

研究了一种基于P波段的新型电调谐带通滤波器,采用前、后预选滤波器及中间运算放大器的结构。数字信号通过数模转换器和运算放大器实现数字信号与直流电压的转换,调谐变容二极管,调节带通滤波器的中心频率。实现了一个由8位二进制码控制的中心频率在悬50-110 MHz范围连续可调的电调谐带通滤波器,测试结果符合设计要求。     

基于超表面的反射阵天线设计

提出了一种基于超表面的Ku波段高增益反射阵天线.设计了一种"灯笼折线型"结构结合开口方环结构的超表面单元形式,单元大小为0.3λ₀.通过仿真软件进行优化分析,该单元可以实现520°的相移范围且具有良好的相移特性,应用该单元进行了Ku波段高增益反射阵天线的设计,设计了阵面口径大小为160.8 mm×160.8 mm （7.2λ₀×7.2λ₀）的反射阵天线,采用角锥喇叭进行馈电,该反射阵天线获得了较高的增益以及口径效率.同时在卫星通信的上行链路频段14.0~14.5 GHz以及下行链路频段12.25~12.75 GHz范围内具有较好的性能.对该反射阵列进行了加工测试,测试结果与仿真结果较为吻合,从而验证了该反射阵天线设计的有效性.      

基于双层电阻膜的宽频带超材料吸波体设计

设计了一种基于双层电阻膜的宽频带、极化不敏感和宽入射角的超材料吸波体,该吸波体结构单元依次由圆环电阻膜、介质基板、圆环电阻膜、介质基板和金属背板组成。采用时域有限差分算法对其进行数值模拟分析,仿真得到的反射率和吸收率表明:该吸波体在11.5～20.3 GHz范围内对入射电磁波有大于90%以上的强吸收特性。仿真得到的不同极化角和不同入射角表明该吸波体具有极化不敏感和宽入射角特性。进一步仿真得到各个结构参数对吸收率的影响表明:该双层电阻膜结构吸波体对电磁波的吸收主要是基于电路谐振机制,通过对介质基板厚度和电阻膜宽度、电阻值的设计可以对频率范围和工作带宽进行调节,使吸波体实现超宽带吸收。     

基于改进的方环枝节加载谐振器的三通带滤波器

基于改进型的方形环枝节加载多模谐振器,设计了一款可用于LTE系统和WLAN系统的三通带滤波器.与传统的方形环枝节加载多模谐振器相比,通过引入阶跃阻抗谐振器的概念,使滤波器的设计具有更高的自由度.实验结果表明:该滤波器的工作频段可以覆盖LTE和WLAN频段,有较高的实用性.     

一种基于P2P技术的流媒体系统应用模型

传统的流媒体播放方式基于C/S集中式网络模式,对于高带宽、实时性和突发流量这三大困难很难找到有效的解决方案;P2P技术采用分布式网络模式,很好地解决了网络带宽瓶颈等问题;提出了一种新的基于P2P技术的流媒体系统架构应用模型,该应用模型融合了P2P技术和C/S技术的优点,可以在网络带宽效率、延时和可靠性三者之间进行权衡;分析了系统设计中的一些关键技术。     

一种基于P2P技术的流媒体系统应用模型

传统的流媒体播放方式基于C／S集中式网络模式，对于高带宽、实时性和突发流量这三大困难很难找到有效的解决方案；P2P技术采用分布式网络模式，很好地解决了网络带宽瓶颈等问题；提出了一种新的基于P2P技术的流媒体系统架构应用模型，该应用模型融合了P2P技术和C／S技术的优点，可以在网络带宽效率、延时和可靠性三者之间进行权衡；分析了系统设计中的一些关键技术。     

一种新颖的光纤环行腔式电流传感器

聚焦光纤电流传感器中电流灵敏度低的问题,提出新的光纤环行腔式电流传感器.该电流传感器将光纤环行腔与电流传感器结合在一起,采用脉冲光作为检测信号.利用脉冲信号在环行腔内多次通过传感头的特点,有效提高系统的电流灵敏度.该结构与传统光纤电流传感器相比,并且具有结构简单、装配容易、成本低等优点.     

一种新型三模宽带带通滤波器的设计

提出了一种基于三模环形谐振器的微带带通滤波器。三模谐振器是由加载开路枝节的环形谐振器组成,在通带内产生三个谐振模式。环形谐振器的多径效应使得信号相抵消,在通带的上下截止频率处产生两个传输零点,因此滤波器会有较好的通带选择性。仿真和测试结果表明,滤波器的中心频率为5.05 GHz,通带频率为4.4~5.7 GHz,带内插损小于1.7 d B。