宽带pin二极管单刀双掷开关的设计与实现

采用两个pin二极管设计、仿真,制作了一个8～20 GHz并联结构的高功率容量的单刀双掷开关。首先通过采用一个新的电路结构,该电路结构除了传统的并联pin单刀双掷开关结构外,还有微带线匹配电路部分,克服了并联结构单刀双掷开关难以实现大的带宽的缺点。然后选择合适的二极管,根据其参数,建立开路、短路等效电路模型;利用Ansoft Designer软件对电路进行了仿真和优化。最后根据优化结果制作并测试了单刀双掷开关。该单刀双掷开关插入损耗在频率8～20 GHz内小于1.7 dB,在频率8～15 GHz内小于1.5 dB;开关隔离度在整个频带内大于21 dB;在14 GHz耐功率容量大于10 W(CW)。     

L波段高功率单刀双掷开关设计与实现

选用PIN二极管设计了一款工作在L 波段的高功率单刀双掷(SPDT)开关,能耐受100 W连续波功率信号。开关采用串并联结构,增大开关的隔离度的同时拓宽了带宽。通过厚膜工艺、丝网印刷制作微带线、微组装工艺完成各个器件焊接互联,完成开关的制作。开关采用-5 V/+30 V 的偏置电压进行控制。实测表明:该单刀双掷开关在1~2 GHz 内,插入损耗小于0. 7 dB,频带内输入驻波比和输出驻波比均小于1.4,隔离度大于25 dB,在连续波100 W 功率下,二极管最高温度为122.6 ℃,满足设计需求。     

一种紧凑型结构的PIN二极管单刀九掷开关

提出了一种紧凑型的PIN二极管微波开关电路设计。在并联型PIN二极管单刀双掷开关电路设计的基础上,提出了单刀九掷开关电路结构。工作频带宽度为800 MHz。该开关电路可承受连续功率为45 d Bm,电路实测结果为所有通路的插入损耗绝对值不大于1.6 d B,关断时的隔离度绝对值不小于53 d B,通路输入输出驻波比小于1.55,开关时间为450 ns。     

一种应用于WLAN的单刀双掷微带开关的设计与实现

一种应用于WLAN的单刀双掷开关模块采用射频微带技术,结合阻抗变换理论来控制微带线上电磁波的传输,同时它还采用高速通断二极管来实现收发通路的切换。该开关模块已经应用到了2.4GHz WLAN射频功率放大器中,它在TX与ANT接通模式下,TX端的回波损耗为-25.1dB,TX与RX端的隔离度为-30dB,ANT与TX端的插入损耗为0.21dB;在RX与ANT接通模式下,ANT端的回波损耗为-17.2dB,TX端与ANT的隔离度为-25.5dB,RX端与ANT端的插入损耗为1.1dB。     

宽带单刀多掷PIN开关的设计

介绍了微波PIN开关的电磁结构模型的建立及计算机仿真，讨论了宽带单刀多掷开关的设计要点。采用该方法成功设计了1—18GHz吸收式单刀五掷开关，其插损≤3．5dB．驻波≤2．2，隔离度≥60dB。     

一种新型RF MEMS 单刀双掷开关的设计与仿真

本文介绍了一种利用单驱动电压控制通路选择的新型RF MEMS单刀双掷开关,利用三维仿真软件Ansoft HFSS和ANSYS进行仿真和优化设计该开关的性能。仿真结果表明：驱动电压为22V,开关时间为22μs,在中心频率30GHz处,开关处于down状态下的插入损耗为0.42dB,回波损耗为43dB,隔离度为29dB;而当开关处于up状态的插入损耗为0.53dB,回波损耗为19dB,隔离度为28dB,该开关的性能仿真和优化设计达到理想情况。     

一种新颖双馈电型PIN开关

微波光电二极管（PIN）开关速度和功率容量是相互矛盾的2个指标,为同时兼顾改善2个指标,结合半导体器件特性,采取PIN管芯两极同时馈电的设计形式（即双馈电型开关）,经过优化设计,研制出2 GHz～6 GHz单刀双掷PIN开关。与传统型开关电路相比,开关速度和功率容量都得到较好提升,为后续的工程应用奠定了基础。     

一种集成控制模块的微波SOI SPDT开关

采用0.18 mm CMOS SOI 工艺设计制作了一种集成控制模块的微波单刀双掷开关。开关控制模块包含了低压差线性稳压器和负电压电荷泵,低压差线性稳压器将外部供电高电压转换为开关电路低电压,负电压电荷泵产生一个负压,用以改善开关的性能。制作的SOI 开关具有良好的性能,芯片测试表明,开关导通状态下从DC 到9 GHz 范围内插损小于1.7 dB,关断状态下隔离度大于28.5 dB,回波损耗小于-15 dB,开关开启时间为1.06 ms。芯片的尺寸为0.87 mm′1.08 mm。     

大功率平衡式限幅开关设计

基于半有源式限幅器模型,研究了大功率平衡式限幅开关在小信号时的性能。介绍了该限幅开关的基本原理,设计并进行实物加工。测试结果表明,在32~36GHz频段内,限幅开关小信号插损小于7.9dB,最小插损为6.7dB,输入输出驻波比小于1.72∶1,当输入的连续波功率为1 W时,限幅开关输出功率小于11.6dBm,两输出通道之间的隔离度大于30dB。     

一种X波段GaAs单片单刀双掷开关

采用0.2μmGaAsPHEMT工艺设计了一种X波段单刀双掷开关单片集成电路。在片测试结果为8～11GHz范围内,隔离度>30dB,在中心频率9.5GHz能够达到45dB,插损<1.2dB。芯片结构非常简单紧凑,仅用了两个并联的PHEMT管。     

一种K~D波段宽带射频MEMS开关设计

针对卫星通信、电子对抗及微波测试系统对开关提出的宽带宽、低插损、低功耗的应用需求,设计了一种K~D波段宽带射频MEMS开关。通过优化衬底材料和十字型上电极结构提高开关的带宽,降低开关的损耗。利用HFSS电磁波仿真软件对开关的几何参数进行优化计算。结果表明,所设计的射频MEMS开关可工作在18~188 GHz的频带内,且插入损耗小于1.47 dB,隔离度大于20.12 dB,其整体体积约为0.75 mm³。此开关可与移相器、延时器、谐振器等结构集成,实现宽带且低损耗的射频可重构MEMS器件及系统,可用于新一代通信及微波测试等领域。     

一种L～E波段的混合型射频MEMS单刀双掷开关设计

针对传统RF MEMS单刀双掷(SPDT)开关应用存在频段低、插入损耗高、隔离度低等问题,设计了一种混合型SPDT开关,通过在一条通路上设置接触式开关和电容式开关,实现了在L～E频段下的低插入损耗和高隔离度。通过设计蛇形上电极结构,降低了上电极的弹性系数,进而降低开关上电极下拉所需的驱动电压。采用HFSS仿真软件对混合型SPDT开关的射频性能参数进行了优化,并利用COMSOL对开关的蛇形上电极进行应力-位移分析。仿真结果表明,在DC～90 GHz的频段下,SPDT开关的插入损耗小于1.5 dB@90 GHz,隔离度大于52 dB@67 GHz、29 dB@90 GHz。此开关适用于无线通信系统、雷达系统和仪器测量系统等对工作频段要求高的领域内。     

毫米波单刀双掷开关的设计与制作

以0.25μm GaAs PHEMT为基础,介绍了微波单片集成电路开关模型的设计、测试及建模过程,并以此平台开展了单刀双掷开关芯片的设计与研制.讨论了PHEMT开关建模的重要性,解决了建模中的关键问题,包括开关的设计、测试系统的校准、模型参数的提取,建立了毫米波范围内高精度的等效电路模型.单刀双掷开关的设计采用了并联式反射型电路拓扑,开关的测试采用了微波探针在片测试系统,在18～30 GHz获得了优异的电性能,插入损耗IL≤1.5 dB,输入/输出驻波比VSWR≤1.5:1,关断状态下的隔离度ISO≥30 dB,芯片尺寸为1.2 m/mm×1.8 mm×0.1 mm.     

GaAs PIN二极管大功率毫米波单刀双掷开关单片

采用76.2mm(3英寸)GaAs PIN二极管工艺设计和制作了大功率毫米波单刀双掷开关单片。采用并联结构的单刀双掷开关以获得较高的功率特性。在片测试表明,在30～36GHz工作频段,开关导通支路插损1.0dB,驻波优于1.5,开关关断端口隔离度大于34dB。开关在导通态下输入功率0.5dB压缩点P-0.5 dB大于5W。     

带有直流偏置的毫米波单刀双掷开关仿真与设计

采用阶跃阻抗传输线和扇形微带短截线,实现了单刀双掷开关的直流偏置,使直流支路与毫米波支路之间的隔离度大于30dB,带宽超过25%,在中心频率30GHz附近回波损耗大于40dB。采用这种直流偏置电路和PIN梁式引线二极管,基于LTCC工艺对单刀双掷开关串联结构进行仿真。设计结果表明在28.5～31.5GHz频率范围内,串联开关的插入损耗小于1.5dB,回波损耗大于15dB,隔离度大于20dB。     

基于GaAs PIN二极管的宽带大功率单片单刀双掷开关

GaAs PIN二极管具有开态电阻小、截止频率高以及功率容量大的特点,采用GaAs PIN二极管制作的开关插入损耗较小、隔离度较高、并且功率的线性较好。基于河北半导体研究所GaAs PIN工艺制造了一款单刀双掷开关芯片。该开关采用单级并联结构。通过微波在片测试,在小信号条件下,6～18 GHz范围内插入损耗小于1.45 dB、隔离度大于28 dB,输入输出反射损耗小于7.5 dB。把开关装入夹具中进行功率特性测试,在连续波输入功率37 dBm,12 GHz条件下测试输出功率仅压缩0.5 dB,具有非常好的功率特性。在4英寸(100 mm)晶圆上开关的成品率较高,具有非常好的工程应用前景。     

接触式悬臂梁RF-MEMS开关的研制与数值模拟分析

研究了一种直接接触悬臂梁式RF-MEMS开关,悬臂梁采用Al金属材料.开关通过静电控制,且与信号通道分离.为了优化材料结构和获得好的性能,进行了有限元ANSYS模拟.采用表面微加工工艺来制作开关,获得满意结果.器件的驱动电压为12V,与ANSYS模拟结果11V基本相符;器件的隔离度,在0.05～10GHz的范围内,实验测试与HFSS模拟的结果基本一致,都优于-20dB;器件的插入损耗,HFSS模拟小于-0.2dB,而实验测试小于-0.9dB,偏高是由于悬臂梁表面不平,导致接触电阻增大,在测试中引入接触阻抗所致.     

一种超低插损砷化镓射频开关

报道了利用离子注入技术研制出一种用于手机的超低插损砷化镓单片射频单刀双掷开关。该产品在82 0～ 95 0 MHz下 ,插入损耗≤ 0 .4 d B,回波损耗≥ 1 9.5 d B,反向三阶交调截距点≥ 67d Bm,隔离度≥ 1 5 .5 d B,控制电压为 (0 ,+4 .75 V)