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。     

有限元法结合多元Padé逼近提取缺陷接地结构的模型参数

缺陷接地结构由于其带阻特性而被广泛地应用到射频微波电路中,以改善电路性能.但是其等效电路参数与物理尺寸间没有简单的解析公式,因此只能通过优化来满足设计要求.利用有限元法,结合多元Padé逼近技术,对提取出来的LC参数进行有理逼近.计算结果表明,Padé有理逼近式能很好地逼近有限元法精确提取的参数,因此,该方法可以大大加快应用缺陷接地结构的射频微波电路的设计和优化.     

宽带GaAs MMIC功率放大器的设计

概述了GaAs MMIC放大器的技术发展,探讨了功率单片的设计技术。介绍了一种S/C波段宽带GaAs MMIC功率放大器的设计与工艺制作情况。该芯片采用有耗匹配电路结构,利用HFET工艺制作,在3~6GHz频段内饱和输出功率达到3W,功率增益大于23dB,输入、输出驻波比均小于2.5:1,效率为18~25%。     

应用于空基相控阵雷达的新型功率器件一-SIC 射频功率MESFET

根据空基相控阵雷达的工作环境，对4H—SiC材料及SiC功率器件(SiC MESFET)的特点进行了分析。与GaAs器件相比，这种新型器件在空基相控阵雷达领域有广泛的应用前景。同时建立了用于器件CAD技术的SiC MESFET改进型非线性大信号模型，这种基于实验测量的模型通过SPICE模拟器对器件的功率特性进行了分析，与实验结果符合较好。     

基于二极管等效模型的2.45 GHz微波整流电路的设计

提出了一种提取二极管等效模型的方法,并基于该方法设计了微波整流电路.文中首先根据软件自带HSMS-282C肖特基二极管的电路模型,设计、加工并测试了一款工作于2.45GHz的微波整流电路;然后根据测试结果优化了二极管等效模型的相关参数;最后用得到的等效模型替代二极管重新设计了整流电路.其中,为了减少焊接产生的寄生参数对测试结果的影响,采用了阻抗阶跃微带线来设计低通滤波器.实验结果表明,基于本文得到的二极管等效模型设计的微波整流电路,其仿真结果和测试数据可以良好地吻合.在输入功率为20dBm、负载为500Ω时,整流电路实现了73.4%的转换效率.     

微波单片集成电路的发展动态

本文介绍了微波单片集成电路(MMIC)的应用背景和潜在市场,以及国外发展动态。提出了为开发我国MMIC技术的几点建议。     

基于MEMS技术的差分式微波信号相位检测器

提出了基于MEMS技术,由功分器、45°移相器和MEMS电容式微波功率传感器组成差分式微波信号相位检测器,实现了在被测信号幅度未知条件下全周期的相位测量.利用HFSS对各组件进行了模拟设计,包括功分器的模拟与设计和MEMS电容式微波功率传感器的模拟与设计,特别采用GaAs MMIC工艺制作了其中的MEMS电容式微波功率传感器,在8～12 GHz的频率范围内,回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.2 dB.最后利用ADS对整个系统进行了模拟,模拟结果与理论计算结果的误差在3.5%以内,并进行了误差分析.     

DC——DC开关转换器快速建模的统一方法Ⅰ:连续导通工作情况下的建模

本文提出了工作在连续导通情况下DC—DC开关转换器的快速建模的统一方法。首先论证了丘克电路建模理论的正确性和成立的条件,给出了丘克电路的新模型以及其余DC—DC开关转换器的新模型,同时指出了建模的多样性和统一性。因此,DC—DC开关转换器的建模问题可以把一个变结构系统(VSS)的分析问题转化为一个含复合受控源的电路分析问题。本文所提出的方法比状态空间平均法更方使和优越。     

自动矢量网络分析仪10个误差模型自校准技术

自校准技术是精确测量微波晶体管参数和精密校准自动矢量网络分析仪的关键技术，利用信号流图和矩阵方法，分析了测量微波晶体管Ｓ参数的３种电路模型，给出了１０个和８个误差参数的显式解，为各种型号的矢量网络分析仪测量微波晶体管Ｓ参数，提供了精确测试方法。     

基于混合电路模型的亚毫米波谐波混频器的实现

针对亚毫米波频段混频二极管管对模型获取困难的问题,提出了利用全波电磁场分析算法提取管对无源结构参数,并与管对直流电流-电压特性参数结合获取混合电路等效模型的建模方法.分析了谐波混频器原理,设计并实现了一个工作于2mm波段的二次谐波混频器.测试结果显示在116～120GHz频率范围内,其变频损耗小于20dB,与仿真数据基本吻合,证明本文提出的混合电路建模方法及所提取模型的有效性.     

4GHz微波低噪放大器的设计与仿真

文中介绍了一种基于GaAsMESFET的微波低噪放大器的设计方法。结合微波电路设计理论与仿真软件ADS2006对电路进行仿真和优化使电路在全频带内绝对稳定,原理图仿真指标达到较满意的结果,其中增益为15．112dB,噪声1．371dB。设计电路版图并对其进行协同仿真（co-simulation）,并与原理图仿真结果进行比较和分析。该放大器可广泛应用于无线通信系统中。     

面向高频的GaAs开关电流镜设计

讨论了采用砷化镓场效应管对改进开关电流电路高频性能作用,采用砷化镓技术设计了电流镜电路,对电路主要的时钟匮入、电荷注入以及输出电导效应造成的误差原理及其补偿进行了分析,提出了一种新的包含共栅级联与虚拟开关技术的电流镜结构,工作频率可达到50MHz.仿真结果证明了电路是有效的.     

射频微机电并联电容式开关的参数性能分析

射频微电子机械系统RF MEMS开关的高隔离度与低插入损耗特性,同开关自身的结构参数密切相关。为了得到更好的开关性能,在设计过程中有必要对射频MEMS开关的相关参数进行优化。本文用ADS和HFSS仿真设计软件,对射频MEMS并联电容式开关的微波特性进行了分析和仿真,研究了MEMS开关的等效电路参数和结构参数的变化对RF MEMS开关微波特性的影响。仿真结果表明:等效电容参数和MEMS开关桥宽度是影响开关性能的关键参数,当开关的等效电容参数增加20 pF,或MEMS桥的宽度增加40μm时,RF MEMS开关的插入损耗则可能增加10 dB以上。     

感性可调MEMS电容性膜开关的微波等效模型分析

通过对感性可调MEMS电容性膜开关等效电路模型的电磁特性分析,建立了开关的“关”态谐振频率选择模型和“开”态阻抗匹配模型.从微波等效电路的角度提出高性能感性可调MEMS电容性膜开关的设计方法,同时给出了基于这两种模型设计X波段MEMS开关的“关”态隔离度与“开”态反射损耗的电路仿真结果,与高频电磁场全波仿真结果吻合较好,具有较高的实际应用价值.     

星载合成孔径雷达频率源

阐述了星载合成孔径雷达频率源的国内外水平和发展趋势.讨论了三种实用的频率源.第一种是晶振倍频源;第二种是混合微波集成电路(HMIC)锁相频率合成器;第三种是采用单片微波集成电路(MMIC)的数字锁相频率合成器,这种源具有最小的体积和重量(减小10～100倍)、高的可靠性、低的功耗与成本,易于程控等优点,有广阔的应用前景。此外,还对我国星载合成孔径雷达频率源的发展提出了一些建议。     

一种基于MLP-ELM的GaN HEMT小信号特性的建模方法

本文提出了一种基于MLP-ELM的GaN HEMT小信号特性的建模方法, 首先基于GWO建立了一种混合参数提取法, 解决20元等效电路参数提取不精确的问题; 然后利用等效电路模型获得的S参数结合MLP-ELM建立了一种精确的经验模型, 有效解决等效电路模型无法在多偏置范围内表征小信号特性的问题; 最后利用MLP-ELM建立了一种基于经验的小信号模型. 经过仿真分析得出, 本文所建模型精度高, 在整个偏置范围内有效且具备等效电路模型不具有的泛化能力.     

加载集总电容频率选择表面等效电路建模

为了提高集总电容加载方形缝隙环频率选择表面(FSS)的设计效率,提出了FSS的等效电路模型,通过FSS单元的几何尺寸和加载电容参数直接计算出频响特性,简化了加载FSS的设计过程。根据等效电路模型设计了谐振频率为2.45 GHz的FSS,理论和实测参数曲线吻合很好。结果表明:该等效电路模型适合于微波低频段集总电容加载方形缝隙环FSS的快速设计与分析。