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     

基于左手传输线的宽带巴伦设计

提出了一种基于左手传输线的新型Wilkinson巴伦,该巴伦由一个Wilkinson功分器和两条相位响应相差180°的相移 线构成,它具有结构紧凑和宽频带的特点。采用陶瓷基板薄膜加工工艺,制作了一个工作于C波段的Wilkinson巴伦。最后 测试结果显示：从4GHz到6GHz的频率范围内,输入端反射系数|S11|和输出端隔离|S23|均小于-15dB,两输出端口幅度和相 位不平衡性小于0.3dB和±2°,输出端插入损耗|S21|和|S31|大于-4dB。     

一种新型双频宽波束四臂螺旋天线的设计

根据移动卫星通信和卫星导航定位中对天线宽波束、圆极化和低仰角增益等要求,设计了一种新型的双频四臂螺旋天线,通过将工作于不同频段的两副结构类似的天线以内外共轴的方式形成一个整体来实现双频工作。天线通过开槽线巴伦实现平衡馈电,利用四臂螺旋自身的结构特点构造了90°自相移结构,获得了较好的宽波束圆极化特性。测试结果表明。实测和仿真结果基本一致,天线在两个频段都实现了较好的宽波束圆极化特性。     

A 0.8–3GHz RF-VGA with 35dB dynamic range in 0.13μm CMOS* Qin Xi(秦希), Huang Xingli(黄杏丽), Qin Yajie(秦亚杰), Hong Zhiliang(洪志良)?

本文提出了一种使用0.13μm CMOS工艺实现的宽带可变增益放大器（VGA）结构。为了优化该VGA的噪声性能,一个具有15dB固定增益、采用有源反馈结构的预放大器被用来作为第一级,之后采用级联的改进型Cherry-Hooper放大器提供增益调节,双反馈环路在这里被用来扩展Cherry-Hooper放大器的带宽。负容性中和和电容源极退化技术分别被用来进行密勒效应补偿和直流失调取消。测试结果显示,该VGA达到35dB增益调节范围,其高端3dB带宽大于3GHz,在最低增益时,1dB压缩点为-29dBm,在最高增益时,噪声系数达到9dB。该VGA（不包括输出缓冲器）在1.2V电源电压下消耗32mW功率,占用芯片面积为0.48mm₂。     

2.4GHz带片上非平衡变压器射频前端的设计与优化

本文介绍了一种工作在2.4GHz频段的低功耗、低噪声、高线性射频接收机前端电路,该接收前端电路使用新型的带三种增益模式的LNA,并提出一种新的片上非平衡变压器优化技术。前端电路采用了直接变频结构,使用片上非平衡变压器实现低噪声放大器与下变频混频器之间的单端-差分转换,优化设计以提高前端电路的噪声性能。本文使用锗硅0.35um BiCMOS工艺,所采用的技术同样适用于CMOS工艺。前端电路总的最大转换增益为36dB;在高增益模式下的双边带噪声系数为3.8dB;低增益模式下,输入三阶交调点位12.5dBm。为了获得最大的输入动态范围,低噪声放大器采用三种可调增益模式,低增益模式使用by-pass结构,大大提高了大信号输入下接收前端的线性度。下变频混频器在输出端使用可调R-C tank,滤除带外高频杂波。混频器输出使用射极跟随器作为输出极驱动片外50ohm负载。该接收前端在2.85-V电源供电下,功耗为33mW,芯片面积为0.66mm2。     

一种多频带高线性度CMOS单边带混频器

基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计实现了一种多频带高线性度的单边带(SSB)混频器。该混频器以经典的电流换向结构为基础,采用电阻负载以满足多频带工作、高线性度和高带内增益平坦度要求,并节省了面积。通过集成有源巴伦将混频器输出差分信号转换成单端信号,提高了发射机的系统集成度且有利于降低功耗。测试结果表明:在2.3～2.4 GHz及3.4～3.6 GHz工作频带内,IP1dB大于0 dBm,带内增益平坦度小于0.5 dB,本振泄漏小于-47 dBm,镜像信号抑制大于36 dB,为LTE标准的无线射频前端芯片的进一步研究提供了参考。     

互补传输线实现小型化平面巴伦

应用一种新型的互补传输线Complementary-Conducting-Strip Transmission Line(CCS TL)实现了简单 结构的平面无耦合巴伦(balun),在保证性能的前提下极大地缩小了电路尺寸,便于紧凑化集成。整个电路在0. 127 mm 厚度的Arlon 880 基片上实现,平面面积为8mm伊6mm,约占传统微带线实现相同电路面积的五分之一。电路的 中心频率为7. 5GHz,带宽为40%(6GHz-9GHz),带内各端口回波损耗在-10dB 以下,平衡端口隔离度在-15dB 以 下,平衡端口输出幅度不平衡度在依0. 5dB 以内,实测结果符合理论预期。     

一种基于SiGe工艺的多功能下变频芯片的设计与实现

随着射频收发组件小型化的要求越来越高,射频单片集成电路向小型化和多功能化方向发展。基于TSMC 0.35 mm SiGe 工艺成功研制了一款多功能下变频芯片。片上集成了正交(I/ Q)混频器、有源巴伦、多相滤波器、输出缓冲器和LDO。通过对整个电路合理的版图设计,实现了芯片的小型化,芯片裸片尺寸仅为2.2 mm′1.5 mm。测试结果表明,多功能下变频芯片射频和本振频率范围为900 ~1300 MHz,中频频率范围100 ~500 MHz,具有良好的正交宽中频输出特性,匹配良好;变频增益大于-1 dB,1 dB 压缩输入功率可达到8 dBm,线性度良好;本振输入功率0 dBm,整个电路功耗为0.45 W。     

一种超宽带正交调制器片上巴伦的设计

采用0.18 μm GeSi BiCMOS工艺,通过调节中心抽头位置、设计八边形螺旋电感、添加屏蔽层、优化线圈外径与金属线宽等方法,设计了一种平衡性好、插入损耗小的片上巴伦。创新性地在HFSS模型中引入GSG焊盘,避免了去嵌入处理的复杂计算与计算误差。仿真结果表明:在500 MHz频率处,电路的插入损耗为3.5 dB,幅度不平衡度为0.13 dB,相位不平衡度为0.38°;在4 GHz频率处,插入损耗为1.8 dB,幅度不平衡度为1.62 dB,相位不平衡度为2.85°。对样品的S参数幅度及相位进行测试,实测结果与仿真值吻合。该巴伦可应用于500 MHz~4 GHz的超宽带正交调制器中,具有较好的应用前景。     

Compact CMOS Baluns for the 4–10 GHz Band Applications

In this paper, we proposed two baluns, a compact balun and a compact balun with imbalance compensation; both are implemented using the one-poly six-metal (1P6M) 0.18 μ m CMOS process. Both baluns have good performance from 4 to 10 GHz, and consume less silicon area due to their compact structure. The self-resonant frequency is increased by properly selecting metal layer for each spiral winding. The compact balun has a magnitude imbalance of 1 dB and a phase imbalance of 4.6 degree from 4 to 10 GHz. With the imbalance compensation, the balun has a magnitude imbalance of 0.6 dB and a phase imbalance of 1.1 degree from 4–10 GHz. Much better results have been achieved for the compact balun with our proposed imbalance compensation method. Both baluns can be used to perform both single-ended/differential and differential/single-ended conversions in different configurations.