GaAs MMIC宽带双平衡混频器的研制

采用GaAs肖特基二极管工艺,设计并制造了一款宽带无源双平衡混频器,射频、本振频率为1.5～3.7 GHz,变频损耗小于10 dB,本振到射频隔离度大于35 dB,中频带宽DC～0.8 GHz.该混频器采用了环形二极管和螺旋式巴伦结构,在获得良好的变频损耗与隔离度的同时,显著减小了芯片面积,整体芯片尺寸为1.2 mm × 1.2 mm.     

Ka频段GaAs单片平衡混频器

Ｋａ频段ＧａＡｓ单片平衡混频器江关辉，孙柏根，高葆薪，孙迎新，戴沛然（南京电子器件研究所，２１００１６）（清华大学电子工程系，北京，１０００８４）Ｋａ－ＢａｎｄＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃＧａＡｓＢａｌａｎｃｅｄＭｉｘｅｒ￥ＪｉａｎｇＧｕａｎｈｕｉ；ＳｕｎＢ...     

12GHz GaAs单片混频器

分析研究了一种新型１２ＧＨｚＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ单片混频器，这种混频器采用级联ＦＥＴ作为混频元件。射频（ＲＦ）和本振（ＬＯ）信号分别通过各自的匹配网络进入混频电路，在中频输出端用中频缓冲放大器代替通常的中频匹配电路。电路在厚０．２ｍｍ，面积１．５ｍｍ×１．２ｍｍ的ＧａＡｓ基片上实现。设计的ＭＭＩＣ混频器在本振１１ＧＨｚ，射频１１．７～１２．２ＧＨＺ频率范围内的最大变频增益１．８ｄＢ。这一结果使进一步研究单片微波接收机成为可能。     

一种2. 8～6GHz 单片双平衡无源混频器

采用WIN 0.15μm GaAs pHEMT 工艺研制了2.8~6 GHz 的片上双平衡无源混频器。混频器在本振端和射频端均采用不同尺寸的螺旋型Marchand 巴伦结构,不仅大大缩小了芯片尺寸,并且在没有外加补偿电路的情况下,在2.8 ~6 GHz 频带范围内均取得良好匹配。测试结果表明,混频器的变频损耗小于8 dB,射频端口反射系数小于-10 dB,LO 到RF 的隔离度大于40 dB,输入1 dB 压缩点大于10 dBm,输入三阶交调阻断点大于17 dBm。仿真与实测结果对应良好,芯片总面积为1.4 mm×1.1 mm。     

双平衡混频器设计与研究

在射频电路的前端,混频器是实现频谱搬移的重要器件,是十分重要的模块。采用Win公司砷化镓工艺,设计了一款二极管双平衡混频器,其中巴伦采用平面螺旋式结构,用ADS软件进行各部分电路设计、仿真,从功能仿真图中看到输出信号的频谱中有需要的中频频率成分,验证了混频器频谱搬移的功能,在所设计的频段耦合度和隔离度能够满足要求。其中射频端口和本振端口的频率为0.8~1.2 GHz,中频频率DC~300 MHz,变频损耗8~10 dB,噪声系数9 dB左右,芯片面积0.9 mm×1 mm。     

120 GHz GaAs MMIC双平衡式基尔伯特混频器

作为低频段混频电路中的典型拓扑结构,基尔伯特单元在毫米波、太赫兹领域的应用较少,在Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体单片微波集成电路(MMIC)设计中,超过100 GHz的基尔伯特混频器很少有文献报导。基于70 nm GaAs mHEMT工艺,设计了一款120 GHz的双平衡式基尔伯特混频器,同时对该混频器版图结构进行优化改进,提升了混频器中频差分输出端口间的平衡度。仿真结果显示该混频器在本振输入0 dBm功率时,在100~135 GHz频率范围内有(-7.6±1.5) dB的变频损耗,射频输入1 dB压缩点为0 dBm@120 GHz,中频输出带宽大于10 GHz,差分输出信号间的功率失配<1 dB,相位失配<4°。该芯片直流功耗为90 mW,面积为1.5 mm×1.5 mm。     

220GHz GaAs单片集成分谐波混频器

基于在30μm厚的GaAs衬底上开发的平面肖特基二极管,设计了220 GHz GaAs单片集成分谐波混频器。考虑了二极管外形结构对电磁波传输的影响,采用场路结合联合仿真的经典方法建立二极管模型来仿真其电性能,并利用这一模型在非线性电路仿真软件中对混频器的性能进行仿真和优化。制作的220 GHz分谐波混频器模块在本振频率为110 GHz、输入功率为6 dBm的条件下进行测试。结果表明,在射频频率210～220 GHz内,混频器模块的单边带变频损耗小于11 dB,在220 GHz处具有最小变频损耗,为7.2 dB。     

一种单片毫米波双平衡二极管混频器

本文介绍了一种采用WIN 0.150.15μm pHEMT设计的单片双平横二极管混频器。本次设计中采用了改进的折叠型Marchand balun来减少芯片面积。同时电路中还使用U型耦合线改善了端口之间的隔离度并提供了中频输出端口。该混频器取得了较好的测试结果,在26-40 GHz频带范围内,混频器具有较低的变频损耗为5.5-10.7dB,隔离度大于26dB,并且中频带宽为DC-14 GHz,芯片面积为0.96mm2     

S波段接收前端用单片混频器的CAD

报道了Ｓ波段接收前端用单片混频器的设计方法，运用ＬＩＢＲＡ软件对混频器进行谐波平衡分析与优化，结果表明该软件是进行非线性电路设计很有效的工具。     

Ka频段GaAs单片平衡混频器

报道Ｋａ频段ＧａＡｓ单片平衡混频器的设计和研究结果。用自行开发的“ＴＵＭＭＩＸＥＲ”软件进行电路设计，工艺以半绝缘ＧａＡｓ为衬底，采用ＮｂＭｏ／ＧａＡｓ接触形成肖特基势垒二极管，以ＳｉＯ２和聚酰亚胺双介质为保护膜，增强了工艺的成功率。研制成功的芯片尺寸为：２ｍｍ×３ｍｍ×０．２ｍｍ，在ｆ＝３１～３６ＧＨＺ范围内ＮＦＳＳＢ≤１０ｄＢ，最佳点ｆ＝３２．２ＧＨｚＮＦ．ＳＳＢ＝８．７ｄＢ［ｆＩＦ＝１．２ＧＨｚ］。     

带有小型化Balun的C波段单片GaAs pHEMT单平衡电阻性混频器

 本文介绍了一种带有小型化无源Balun的C波段单片GaAs pHEMT单平衡电阻性混频器.Balun 采用集总—分布式结构,使其长度与常用λ/4耦合线Balun相比缩小了11倍,大大降低了将无源Balun应用于C波段单片集成电路中所需的芯片尺寸.混频器采用单平衡电阻性结构,在零功耗的情况下实现了良好的线性和口间隔离性能.测试结果显示,在固定中频160MHz,本振输入功率0dBm条件下,在3.5~5GHz RF频带内,最小变频损耗为8.3dB,1dB压缩点功率为8.0dBm,LO至IF之间的隔离度为38dB.     

A Low-Noise, High-Gain Single-Ended Input Double-Balanced Mixer

A noble single-ended input, double-balanced mixer topology is proposed. The mixer adopts a transconductance stage that amplifies the input and then converts it into differential currents leading to overall performance advantage compared to prior CG(common-gate)-CS(common-source)-based transconductance-stage mixer topologies without requiring additional power dissipation or extra transistor. The key specifications are compared with those of reported similar topologies, based on simulations.     

Design of a monolithic millimeter-wave doubly-balanced mixer in GaAs

F/LO bandwidth and a DC-14 GHz IF bandwidth.     

基于GaAs工艺的单片毫米波双平衡混频器设计

本文设计了一个用于高速无线通讯的26-40 GHz的单片双平衡混频器,提出了一种改进的Marchand balun用于扩展带宽。电路使用U型耦合线改善了端口之间的隔离度并提供了中频输出端口。该混频器使用0.15-µm GaAs PHEMT 工艺进行仿真并流片,测试结果与仿真结果具有较好的一致性,在26-40 GHz频带范围内,混频器具有较低的变频损耗为5.9-8.6 dB和较好的隔离度,并且中频带宽为DC-14 GHz。     

GaAsMMIC双栅MESFET混频器设计与实验研究

对微波单片集成 (简称 MMIC)双栅 MESFET混频器的设计理论和工艺技术进行较为细致的研究。根据双栅 MESFET的理论分析与实验结果 ,建立了一种栅压调制 I- V特性的经验模型 ,推导了双栅 FET混频器变频增益公式。分析了栅压对改变非线性跨导在混频器中的作用。最后设计并加工出了芯片面积为 0 .75 mm× 1 .5 mm Ga As MMIC双栅 FET混频器。     

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。     

无耗GaAs MESFET单片混频器

报道了一种无耗ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ单片混频器的优化设计过程，实验与计算结果吻合较好。射频频率为１１～１１．５ＧＨＺ时，变频损耗小于２．５ｄＢ。