X波段五位、C波段六位砷化镓单片数字移相器

南京电子器件研究所成功地研制出Ｘ波段五位、Ｃ波段六位砷化镓单片数字移相器,该移相器具有体积小、性能优、功耗极低、转换速度快、重复性和一致性好、可靠性高等优点。电路设计中,采用开关移相网络、桥Ｔ电路和谐振式电路形式来实现移相功能。电路采用先进的ＭＭＩＣ工艺制作。研制的移相器主要性能指标如下：Ｘ波段五位砷化镓单片数字移相器频　　率：ｆ０±５５０ＭＨｚ位　　数：五位（１８０°、９０°、４５°、２２．５°、１１．２５°）插入损耗：８．５ｄＢ相位精度：ＲＭＳ＜２．６°输入驻波：＜１．５输出驻波：＜１．５各…     

高效率X波段GaN MMIC功率放大器的研制

突破了GaN MMIC功率放大器的设计、制造、测试等关键技术,研制成功X波段GaN MMIC功率放大器。设计及优化了电路拓扑结构及电路参数,放大器芯片采用了国产外延材料及标准芯片制作工艺。单片功率放大器包含两级放大电路,采用了功率分配及合成匹配电路,输入输出阻抗均为50Ω。制作了微波测试载体及夹具,最终实现了X波段GaN MMIC功率放大器微波参数测试。在8.7～10.9 GHz频率范围内,该功率放大器输出功率大于16 W,功率增益大于14 dB,增益波动小于0.4 dB,输入驻波比小于2∶1,功率附加效率大于40%,带内效率最高达52%。     

K波段2.5 W GaN功率MMIC设计

报道了一款采用0.15μm GaN功率MMIC工艺研制的功率放大器芯片。芯片工作在5G毫米波候选频段24.75~27.50GHz,采用三级放大结构。结合小信号参数和带有预匹配的Load-pull进行设计,末级匹配电路使用宽带匹配拓扑,在满足输出功率的条件下,尽可能降低损耗并兼顾效率匹配,以提升芯片附加效率;使用RCL稳定网络提高电路的稳定性,优化级间网络的版图布局提高功率分配网络和合成网络的幅相一致性;在输入级使用有耗匹配以降低芯片输入驻波。芯片在漏级电压24V连续波工作条件下,在24.5~27.5GHz范围内饱和输出功率大于34dBm(2.5 W),附加效率25%~30%。     

X波段GaN MMIC低噪声放大器设计

采用SiC衬底0.25 μm AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款X波段GaN单片微波集成电路(MMIC)低噪声放大器(LNA).放大器采用三级级联拓扑,第一级采用源极电感匹配,在确保良好的输入回波损耗的同时优化放大器噪声系数;第三级采用电阻电容串联负反馈匹配,在尽量降低噪声系数的前提下,保证良好的增益平坦度、输出端口回波损耗以及输出功率.在片测试表明,在10 V漏级电压、-2 V栅极电压偏置下,放大器静态电流为60 mA,8～12 GHz内增益为22.5 dB,增益平坦度为±1.2 dB,输入输出回波损耗均优于-11 dB,噪声系数小于1.55 dB,1 dB增益压缩点输出功率大于11.9 dBm,其芯片尺寸为2.2 mm×1.1 mm.装配测试表明,噪声系数典型值小于1.6 dB,可承受33 dBm连续波输入功率.该X波段GaN低噪声放大器与高功率放大器工艺兼容,可以实现多功能集成,具有广阔的工程应用前景.     

X波段GaAs单片五位数字移相器

设计并制作了X波段五位GaAs MMIC(微波单片集成电路)数字移相器,采用MESFET作为开关元件,五个移相位线性级联布置。在9～10GHz的频率范围内,用HP-8510网络分析仪测试得到的微波性能表明:移相器的插入损耗为(7.2±1)dB,RMS(均方根)相位误差小于5°,回波损耗优于-13dB。     

基于ADS仿真设计X波段五位数字移相器

介绍了利用ADS进行X波段五位数字移相器的设计。描述了PIN管的开关特性、X波段五位数字移相器的电气特性、原理、电路设计及仿真情况。移相器采用PIN管管芯作为开关元件,5个移相位将呈线形级联布置。均方根相位误差小于3°,插入损耗在1.7~2.9 dB之间,回波损耗小于15 dB。仿真结果,满足要求。     

S波段35W GaN功率MMIC

报道了一款采用两级拓扑结构的2～4 GHz宽带高功率单片微波功率放大器芯片.放大器采用了微带结构,并使用电抗匹配进行设计,重点在于宽带功率效率平坦化设计.经匹配优化后放大器在2～4 GHz整个频带内脉冲输出功率大于35 W,小信号增益达到22 dB,在2.4 GHz频点处峰值输出功率达到40 W,对应的功率附加效率为3...     

V波段3 W GaN功率放大器MMIC

以50 μm厚的SiC为衬底,基于T型栅GaN HEMT工艺技术,设计并制作了一款V波段GaN功率放大器单片微波集成电路(MMIC).该功率放大器MMIC电路采用三级放大拓扑结构进行设计;采用高低阻抗微带传输线进行阻抗匹配和片上功率合成;采用介质电容和薄膜电阻进行偏置网络设计,实现稳定工作和低损耗输出.经测试,在55～65 GHz频带内,漏极工作电压+20V、栅极工作电压-2.3 V的偏置条件下,在占空比20％、脉宽100 μs脉冲状态时,该功率放大器MMIC的饱和输出功率达到3 W以上,功率附加效率达到22％;连续波状态时,其饱和输出功率达到2.5 W以上,60 GHz时最高功率达到3 W.     

X波段4位数控移相器MMIC研究

采用0.25μm GaAs FET芯片工艺成功制作了X波段4位数控移相器MMIC,对该数控移相器MMIC集成电路的设计、工艺制作过程做了阐述,并给出了实际测试参数.电路设计采用了高低通滤波器式移相器拓扑,串联FET与并联FET组合的电路方式.结果表明,在7.5～8.7 GHz频段内插入损耗≤7 dB,电压驻波比≤1.8∶1,开关时间≤30 ns,移相精度22.5°±2°,45°±3°,90°±3°,180°±3°,所有状态均方根移相误差≤5,控制电压-5 V或0 V.     

X波段4bit MMIC数字移相器的设计与实现

基于WIN 0.25 μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并制备了一款X波段4 bit单片微波集成电路(MMIC)数字移相器.22.5°和45°移相单元采用开关滤波型拓扑结构,90°和180°移相单元采用高低通滤波型拓扑结构.对拓扑结构工作原理进行分析,并采用ADS2014软件完成电路的电磁仿真及优化.测试结果表明,该4 bit MMIC数字移相器获得了优良的宽带性能,且与仿真结果吻合良好.在8～ 13 GHz频带内,移相器的均方根(RMS)相位精度误差小于6.5°,插入损耗优于-6.8 dB,RMS插入损耗波动低于0.5 dB,输入回波损耗优于-13 dB,输出回波损耗优于-9.5 dB.该4 bit MMIC数字移相器在相对带宽为47％的X频段内性能优良,适用于有源相控阵雷达等通信系统中.     

数控单片移相器的CAD

数控单片移相器的设计技术具有较大的特殊性与复杂性,必须依靠计算机辅助设计提高设计的准确性.对数控单片移相器的计算机辅助设计问题进行了论述,着重讨论了电路设计效率的提高及电磁场验证等问题,为数控单片移相器的研制提供了实用的解决方案.应用这一研究成果,成功开发出高性能X波段单片五位数字移相器.     

6～18GHz GaAs PHEMT 5位MMIC数字移相器

采用GaAs PHEMT工艺研制开发了一款6～18 GHz五位MMIC数字移相器。通过建立精确的器件模型、选择合理的单位拓扑以及设计优化原理图和版图,并在优化过程中采用性能冗余优化策略,保证了产品各项性能优异和高成品率。测试的电性能典型值表明,在工作频率范围内,11.25°/22.5°移相位的相移误差<2.5°,45°/90°/180°移相位的相移误差<5°,相移均方根误差<4.5°,插入损耗保持在7dB～10.5dB的范围内,32种相移态输入端与输出端的驻波比均小于1.7,最终芯片面积仅为3.555mm×4.055mm×0.1mm,可广泛用于相控阵雷达与电子对抗等系统。     

基于GaN HEMT工艺的高功率宽带6 bit数字移相器

基于GaN HEMT工艺研制了一款8～12.5 GHz宽带6 bit数字移相器.通过采用优化的宽带拓扑和集总元件,以及在片上集成GaN并行驱动器,提高了移相精度,缩小了芯片的尺寸,减少了控制端数量.测试结果表明,在8～12.5 GHz频带内,全部64个移相状态下,插入损耗小于11 dB,输入回波损耗小于-14 dB,输出回波损耗小于-16 dB,移相均方根误差小于1.8°,幅度变化均方根误差小于0.5 dB.在8 GHz频率下,1 dB压缩点输入功率高达33 dBm.芯片尺寸为5.05 mm×2.00 mm×0.08 mm.     

新型4-bit和5-bit宽带砷化镓单片数字移相器

在GaAs基片上实现的多级级联3dB耦合线开关反射式宽带单片数字移相器在相移精度、输入回损等关键性能上良好,但通常面积很大,而多级级联的高低通网络移相器面积较小而宽带性能较差。通过多节GaAspHEMT开关的组合改变3dB耦合线的直通端和耦合端的反射体的电长度,在6～18GHz的频率范围内实现不同的相移量。该结构只采用两级3dB耦合线结构级联,减小了芯片面积,减小了多节耦合线级联引入的寄生损耗。测试结果验证了结构的合理性：性能上与传统结构相当,但芯片面积缩小为50%～60%。     

11.25°毫米波数字移相器的设计

设计了一种Ka波段11.25°数字移相器。采用一前一后加载支线的方式,在Ka波段内研制出11.25°数字移相器。该移相器在30～31GHz工作频带内,驻波比小于1.65,插入损耗小于3dB,固定相移11.25°,相位精度达到±3°。     

X波段GaN单片电路低噪声放大器

采用0.25μm GaN HEMT制备工艺在AlGaN/GaN异质结材料上研制了高性能X波段GaN单片电路低噪声放大器.GaN低噪声单片电路采取两级微带线结构,10V偏压下芯片在X波段范围内获得了低于2.2 dB的噪声系数,增益达到18 dB以上,耐受功率达到了27 dBm.在耐受功率测试中发现GaN低噪声HEMT器件...     

C波段GaAs单片6位移相器

叙述了一种采用单片集成方式实现的Ｃ波段６位数字移相器的设计技术和研制结果。在ＨＰ－８５１０网络分析仪上的测试结果表明：在５．２～５．８ＧＨｚ频段，移相器插损为７．５±０．５ｄＢ，输入／输出驻波比好于１．５，均方根相移精度在５．５°以内。