330 GHz太赫兹次谐波混频器设计

为了缓解微波频段频谱资源的日益紧张,对太赫兹频段进行探索,介绍了一款基于GaAs肖特基二极管的330 GHz次谐波混频器。设计采用了整体综合设计的方法,进行高频结构模拟器(HFSS)与先进设计系统(ADS)联合仿真。优化过程中,电路不连续性通过HFSS仿真结果表征,电路传输特性和二极管非线性特性由ADS仿真结果表征,通过优化传输线参数,实现优化电路的目的。此方法增大了仿真优化空间,降低了设计难度。仿真结果显示,在300~350 GHz频段内,混频器的变频损耗小于8 dB。     

基于反向平行二极管对管的高性能W波段谐波混频器

文章采用砷化镓反向平行二极管对管,提出了一款W波段高性能谐波混频器。二极管对管是由实验室砷化镓工艺线制作而成,并且二极管对管的模型显示具有极高的截止频率和低的串联电阻特性,所以适用于W波段。基于此二极管对管,设计、制作并测试了石英衬底上的W波段谐波混频器。结果显示在80到100GHz的频率范围内,谐波混频器的变频损耗为9.2到12dB,并且所需要的本振功率仅为6dBm,能够很好地减少对本振源的需求。     

基于微带线的W波段二次分谐波混频器设计

采用微带混合集成电路技术设计了一款W波段二次分谐波混频器.通过分析二级管封装结构引入的寄生参量,提出了一种减小二级管并联寄生电容的方法.为了避免在W波段使用传统分谐波混频器中普遍使用的过孔接地及侧边平行耦合微带线带通滤波器,提出了一种改进型分谐波混频器结构.测试结果表明混频器在本振频率为45 GHz,中频频率为2.4 GHz时单边带变频损耗最小,最小值为8 dB.射频频率在90 ～ 100 GHz测试频率范围内,变频损耗的测量值小于10.5 dB.     

三毫米波段二次谐波混频器

采用微带结构研制出三毫米波段二次谐波混频器.该混频器核心器件采用型号为MS8251的GaAs梁式引线肖特基势垒二极管对.根据二次谐波混频器对本振、射频和中频网络的要求,先用谐波平衡法分析出反向并联二极管对在本振信号单独激励下的大信号阻抗,由此设计出本振网络;然后模拟出该器件在大信号本振激励下的小信号射频输入阻抗,并由此...     

基于肖特基二极管的450 GHz二次谐波混频器

为了在亚毫米波波段进行遥感探测,研制了450GHz的二次谐波混频器.混频器的核心部件是一对反向并联的肖特基二极管,长度为74μm,截止频率高达8THz.在石英基片上搭建悬置微带的匹配电路,并采用一分为二的金属腔体.在二极管的仿真中获得二极管管芯的输入阻抗,然后考虑二极管的封装、匹配电路,仿真得到混频器的单边带变频损耗为8.0dB,所需本振功率为4mW.测试表明,本混频器的单边带变频损耗的最佳值为14.0dB,433~451GHz之间的损耗小于17.0dB,3dB带宽为18GHz,所需的本振功率为5mW.     

基于肖特基二极管改进模型的W波段宽带八次谐波混频器

在对肖特基二极管电磁模型和电路模型精确建模的基础上,设计并制作了W波段宽带八次谐波混频器.通过对肖特基二极管物理结构的分析,建立了其精确的三维电磁仿真模型和直到180 GHz的改进的宽带等效电路模型.针对W波段八次谐波混频器混频产物能量分布特点和工作带宽要求,设计了宽带射频和本振匹配网络,使混频器的工作带宽能覆盖整个W波段.测试结果显示,射频信号在75~110 GHz频率范围内,W波段八次谐波混频器最大变频损耗28 d B,最小变频损耗18 d B.     

星载220 GHz分谐波混频器设计

为满足星载辐射计系统应用,提出了一款220 GHz次谐波混频器。基于平面GaAs肖特基二极管3D电磁模型,混频器电路和结构优化设计采用HFSS和ADS联合仿真实现。通过在50μm厚的石英基板上倒装反向并联二极管对以及采用纳米银胶将基板粘接在硅铝波导腔的工艺方式,设计并加工实现了一款210～240 GHz分谐波混频器,单边带最小变频损耗仿真结果为7.33 dB,实测变频损耗优于9.6 dB。按照某卫星规定的各项环境试验条件验证其在不同环境条件下的性能,结果证明该混频器试验前后一致性较好。     

基于Schottky二极管和Hammer-Head滤波器0.67 THz二次谐波混频器

通过测量肖特基二极管的I-V和C-V曲线,建立等效电路模型.利用三维电磁场和谐波平衡仿真工具分别进行三维结构仿真和电路宽带匹配,最终实现混合集成方式的0.67THz谐波混频器设计.测试结果表明:混频器中心频率为0.685 THz,射频3 dB带宽为47 GHz,双边带变频损耗13.1~16 dB,在685 GHz双边带噪声温度最低值为11500 K.     

GaAs肖特基二极管的250 GHz二次谐波混频器研究

基于Hammer-Head型滤波器结构,以及三维电磁软件所构建的肖特基二极管三维模型及电气模型,分别设计了250 GHz悬置微带线和普通微带线的二次谐波混频器。通过仿真设计与实物测试,对比分析两种结构混频器特性。测试结果表明,悬置微带线混频器在射频输入230~270 GHz范围内时,单边带变频损耗为8.6~12.7 dB,而普通微带线混频器在射频输入220~260 GHz范围内时,单边带变频损耗为8.4~11.4 dB。通过结果对比可见,悬置微带线混频器带宽较大,而普通微带线混频器的变频损耗更为平滑。此外,考虑微组装工艺中的不良因素,对仿真模型进行部分修正,计算结果与测试结果拟合较好。     

W频段宽带倍频器

介绍了一个W频段宽带倍频器.采用反向并联二极管对结构实现宽带倍频.该倍频器输入为WR-28波导到微带过渡结构,输出为WR-10减高波导.在输入功率为5dBm时,在整个W频段输出功率为0.81±1.80dBm,二次谐波抑制度大于25dBc.该倍频器可把Ka频段的信号源扩展到W频段.     

基于肖特基二极管的140 GHz次谐波混频器

肖特基二极管混频器是毫米波太赫兹频段的超外差接收机中的关键器件,其研制对于太赫兹通信和雷达应用具有重要意义。本文描述了一种基于低寄生参量肖特基Z-极管DBES105a的140GHz二次谐波混频器（SHM）的仿真设计和制作测试。为了计算二极管特性阻抗,通过对二极管半导体物理结构的研究,建立了肖特基二极管三维电磁仿真模型。次谐波混频器采用波导腔体悬置微带线结构,通过HFSS＋ADS联合仿真设计。仿真结果显示,在65GHz,7dBm本振信号激励下,140GHz频点处的SSB转换损耗为6．3dB,1dB转换损耗带宽为14GHz,DSB噪声温度小于400K。测试结果显示,最低SSB转换损耗为26dB／135GHz,3dB转换损耗带宽为8GHz。     

基于悬置微带线的U波段分谐波混频器设计

采用商用DMK2308Ga As肖特基二极管管对,设计了一种U波段分谐波混频器。利用全波电磁场分析算法提取了二极管管对无源部分的寄生参量,建立了二极管管对的等效电路模型,并用于分谐波混频器的设计。测试结果显示:本振功率为10d Bm时,变频损耗在50~58GHz小于14.5d B,与仿真结果基本吻合,证明了所建模型的有效性。     

330GHz砷化镓单片集成分谐波混频器

在太赫兹频段,二极管尺寸与波长相比已不能忽略,二极管的封装会引入很大的寄生参量,因此需建立二极管三维模型提取寄生参数.同时人工装配难度增大,会增加电路不确定性.采用12μm砷化镓单片集成悬置微带线结构,基于电子科技大学与中国电子科技集团第十三研究所自主联合设计的肖特基二极管研制330 GHz砷化镓单片集成分谐波混频器.实测结果显示在5 mW本振功率的驱动下,在328 GHz可得到最小变频损耗10.4 dB,在320~340 GHz范围内,单边带变频损耗小于14.7 dB.     

正交调制器的校准设计

在当前许多复杂调制射频信号源中,随着数字基带信号越来越多的加入．需要正交凋制器将其调制到需要的载波信号上。正交调制器原理简单：将生成好的I/Q两路基带信号调制到两路正交的载波上,合路后输出。但是在实现时,想获得好的指标就需要考虑载波相位误差,I/Q基带信号幅度不平衡以及载波泄漏等问题。文章给出了一种正交调制器的校准方案,可以减少和模拟以上三种现象造成的调制误差,并给出自动校准和手动校准两种方法。     

An I/Q mixer with an integrated differential quadrature all-pass filter for on-chip quadrature LO signal generation

A down-conversion in-phase/quadrature (I/Q) mixer employing a folded-type topology, integrated with a passive differential quadrature all-pass filter (D-QAF), in order to realize the final down-conversion stage of a 60 GHz receiver architecture is presented in this work. Instead of employing conventional quadrature generation techniques such as a polyphase filter or a frequency divider for the local oscillator (LO) of the mixer, a passive D-QAF structure is employed. Fabricated in a 65 nm CMOS process, the mixer exhibits a voltage gain of 7-8 dB in an intermediate frequency (IF) band ranging from 10 MHz-1.75 GHz. A fixed LO frequency of 12 GHz is used to down-convert a radio frequency (RF) band of 10.25-13.75 GHz. The mixer displays a third order input referred intercept point (IIP₃) ranging from -8.75 to -7.37 dBm for a fixed IF frequency of 10 MHz and a minimum single-sideband noise figure (SSB-NF) of 11.3 dB. The mixer draws a current of 6 mA from a 1.2 V supply voltage dissipating a power of 7.2 mW.     

基于肖特基二极管的四次谐波混频器

针对冰云探测设备的预研,详细介绍了一款基于肖特基二极管的低变频损耗670 GHz四次谐波混频器.为了提升混频效率,采用两级紧凑微带共振单元（CMRC）本振低通滤波器来抑制射频信号、本振三次谐波及二次谐波混频产物.由于本振频率仅为射频频率的四分之一,大大降低了本振链路的复杂度和成本.测试结果表明,在640~700 GHz频带内单边带变频损耗为16.7~22.1 dB,在665 GHz最优单边带变频损耗为16.8 dB.     

太赫兹宽带分谐波混频器设计

太赫兹分谐波混频器的变频损耗、噪声系数等指标与基波混频器相近,且本振频率为射频频率的一半,大大 降低了本振源的设计难度和制作成本,是高性能太赫兹接收前端的关键部件。本文介绍了一种覆盖全波导带宽的太赫 兹宽带分谐波混频器的设计,对电路中射频波导至悬置带线过渡结构和本振中频双工器进行仿真和优化设计。并以 0.14~0.22THz 分谐波混频器为例进行设计和制作,测试结果表明0.14 ~0.22THz 分谐波混频器在全波导频段内最大变频 损耗低于15dB,中频3dB 带宽大于20GHz。