10~18 GHz高精度单片数控移相器设计

设计了一款10~18 GHz高精度单片6 bit数控移相器芯片,采用的电路结构融合了全通滤波器(APF)、高通滤波器(HPF)和低通滤波器(LPF)型移相结构。采用多个全通滤波器级联的移相结构可以在宽带内实现精准的相位偏移量,但电路结构比较复杂。该设计通过两种方式改进级联全通滤波器型移相结构,一是采用全通-高通网络替代全通网络,二是采用低通网络替代全通网络,可以在保持高移相精度的同时减少电路元件数量,缩小芯片尺寸。使用0.25μm GaAs PHEMT工艺制造移相器芯片,内部集成六位并行驱动器,芯片尺寸为2.7 mm×1.4 mm,测试得到10~18 GHz频段内移相精度(RMS)为2°。

小型化6~18 GHz数控移相器的设计应用

基于0.15μm砷化镓赝高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺研制了一种6~18 GHz六位数控移相器,并将其应用在多功能芯片的设计中。根据移相器的带宽要求,5.625°、11.25°、22.5°采用桥T型全通网络结构,45°、90°和180°采用开关选择型全通网络结构。六位数控移相器的有效面积小于3 mm×0.8 mm,在片测试结果表明,芯片在6~18 GHz的频带内移相精度≤3.5°,附加调幅范围介于-0.8~0.8 dB之间。

基于差动电路结构的多级串联式数控移相器实现研究

移相器是无线通信系统和相控阵雷达接收机中的关键组件,用来实现信号相位的改变与均衡。提出了一种基于差动电路结构和RC元件的数控移相单元,该移相单元通过扫描脉冲控制差分对管轮流导通获取输出信号的相位差,改变RC元件参数可以调整移相数值。利用提出的数控移相单元构建了八级串联模型,实现了一种360°串联式数控移相器。Multisim软件仿真验证了数控移相单元设计的有效性,硬件实现测试结果表明:设计的多级串联式数控移相器工作良好,移相精度高,可达1.4°,实现了全周期范围内的相移控制。该数控移相器的实现为适时、灵活校准接收系统相位误差提供了重要的技术支撑。

0.3~3.0GHz超宽带高精度数控移相器的设计

基于0.15μm GaAs赝高电子迁移率晶体管(pHEMT)工艺,研制了一款应用于相控阵系统的集成数字驱动器的0.3~3.0 GHz高精度6 bit数控移相器芯片,通过级联6个不同移相单元可实现最小步进为5.625°的0°~360°移相范围。5.625°、11.25°、22.5°移相单元采用开关切换单阶磁耦合全通网络结构,45°移相单元采用开关切换电容补偿单阶磁耦合全通网络结构,90°、180°采用开关切换高通补偿两阶磁耦合全通网络结构。在片测试结果表明:在0.3~3.0 GHz频段内,数控移相器芯片64态移相均方根误差小于3°,插入损耗小于18 dB,全态移相附加调幅小于±1 dB,输入输出驻波小于1.9,静态功耗为3 mA@-5 V。芯片版图面积为5.00 mm×3.45 mm。

C波段6bit GaAs MMIC数控移相器的设计

基于0.15μm GaAs PHEMT工艺,设计并制备了一款C波段GaAs微波单片集成电路(Millimeter Microwave Integrated Circuit,MMIC)6位数控移相器。在片测试结果表明:移相器在4~8 GHz频段内,插入损耗≤8 dB,移相均方根误差≤5.8°,输入、输出回波损耗≥10 dB。芯片尺寸为4.40 mm×1.60 mm×0.07 mm。

X波段宽带数控移相器180°移相单元的设计

基于0.25μm GaAs pHEMT工艺,设计出一种应用于X波段宽带数控移相器的180°移相单元。该设计采用SPDT开关和五阶高通-低通滤波拓扑结构,通过改进SPDT开关、提升滤波器的阶数和改变180°移相单元的切换方式改善电路的插入损耗和相位平坦度,消除由前32个相位产生的相位累积误差。仿真结果表明,180°移相单元插入损耗为2.42~2.67 dB,相移范围为179°~182°,输入输出电压驻波比小于1.15,在同样的结构下,本设计可实现更优异的性能和更紧凑的芯片面积。

多路全相位微波数控移相器控制技术

通过对多路0°～360°的全相位数控移相器的控制技术的研究，采用一种基于“串口服务器＋时序控制器”的方法实现了多路全相位的微波移相控制。实验测试表明：这种控制方法是可行的，便于多路控制的工程化实现。同时实际的应用中发现，在不同频段和较大的相移情况下，存在移相精确度非线性变化的问题，并提出了基于软件编程的改进方法。

X波段4位数控移相器MMIC研究

采用0.25μmGaAs 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。

高精度全相位数控移相器

在应用锁相倍频技术对周期信号完成时间/相位坐标变换的基础上,采用由数据预置分频器初态的方法,设计并制成了准确度为0.1°从0°到360°全相位数控移相器,为相位计量和同步检测提供了新的手段。

利用数控移相器实现连续移频技术研究

通过分析数控移相器的特点,给出了利用数控移相器实现对输入射频信号进行移频的基本方法;提出了一种进行连续移频的方法,设计并实现了数控移相器控制系统.测试结果表明:该方法实现简单,控制稳定,移频精度高.

高频宽带数控移相器的实现

本文介绍了一种高频宽带数控移相器的理论模型以及具体实现方式,对器件选型、电路设计都有较为详细的介绍。通过理论推导,对移相器的精度和影响其的因素进行了分析,给出了具体的实验结论,并对其中应该注意的问题进行了叙述。

用数控移相器实现对脉冲多普勒雷达的干扰

讨论了利用数控移相器实现对脉冲多普勒雷达的噪声调相干扰和速度欺骗干扰的方法,并进行了相应的仿真和分析。

用数控移相器实现对脉冲多普勒雷达的干扰

脉冲多普勒雷达是一种新型体制雷达,其发展基础源于动目标显示雷达。过去,对脉冲多普勒雷达进行干扰的器件是行波管,在其螺线极与地之间加锯齿波信号实现载频移频,加噪声信号实现噪声调相,这种方法存在诸多弊端。随着数字技术的快速发展,数控移相器具备小体积、高速度、低输入、易控制等优点,而这些特点正是行波管所欠缺的。故采用数控移相器实现移相和移频较之行波管均有很大优势,能对脉冲多普勒雷达实施更有效的干扰。主要讨论使用数控移相器对脉冲多普勒雷达实施噪声干扰和速度欺骗干扰的具体方法,并进行了相应的仿真和分析,为技术实现提供了理论参考和设计依据。

微波数控移相器

本文介绍了一种S波段微波数控电调移相器。这种移相器能在10％射频带宽内用数字代码控制完成大于200°的微波相移,相移分辨率可达1°,并给出了测试曲线。该成果应用范围较广,是保证多通道雷达接收机相位一致性的一种行之有效的方法。

金属陶瓷贴片封装的S波段六位数控移相器

介绍了一款自主设计采用0.25μm GaAs PHMET开关工艺制作的的S波段六位数控移相器芯片和金属陶瓷表贴管壳内的设计方法和研制结果。该移相器在工作频带2.8～3.6GHz内64个移相态的移相精度RMS<1.0°、插入损耗IL<5dB、输入输出驻波比VSWR<1.5、幅度均衡ΔIL<0.3dB、1分贝压缩输入功率大于25dBm、切换时间ton、toff均小于10ns。外形尺寸为10mm×10mm×2mm。

十位数控射频移相器的设计与验证

针对GSM超线性前馈功率放大器控制单元对信号相位控制的需求,利用ADS软件仿真并设计了一种射频移相器单元电路,该单元采用一个3dB电桥与4个变容二极管SMV1245组成了一个反射式射频移相网络,工作频率为930MHz～960 MHz,控制电压0～5 V。数字控制部分由ARM7主控芯片与十位数控DA芯片X9119组成。最终以聚四氟乙烯为介质的微带电路板实现、经网络分析仪实际测试可实现在0～147°范围内的相移控制,控制精度为10Bit,状态切换速度<300μs,插入损耗<-2.3dB,损耗波动<±0.7dB。

集成移相器模块的设计与实现

电扫描是相控阵雷达的一大优点,它克服了普通雷达机械扫描时速度的限制。一个性能优良的相控阵天线不仅要有好的辐射单元,与之相匹配的馈电网络也是至关重要的。数控移相器是相控阵天线馈电网络的核心元件,主要用来控制天线单元和子阵福射信号的相位,使得辐射波束能够进行扫描,另外它也用于数字通信,作为调相器,是相控阵组件的核心组成部分,成本、性能直接影响着系统的造价和性能。本文主要通过测试数据阐述集成数控移相器在相控阵雷达中的重要性。

基于GaAs E/D PHEMT工艺的Ku波段双通道幅相控制多功能芯片

基于GaAs增强/耗尽型赝配高电子迁移率晶体管(E/D PHEMT)工艺设计了一款14~18 GHz的双通道多功能芯片。芯片集成了单刀双掷(SPDT)开关、6 bit数控移相器、4 bit数控衰减器和增益补偿放大器。采用正压控制开关以减小控制位数;优化移相、衰减和放大等电路拓扑结构,以获得良好的幅相特性;采用紧凑布局、双通道对称的版图设计,以实现小尺寸和高性能。测试结果表明,+5 V电压下,接收通道增益大于3 dB,1 dB压缩点输出功率大于8 dBm;发射通道增益大于1 dB,1 dB压缩点输出功率大于2 dBm;64态移相均方根误差小于2.5°,16态衰减均方根误差小于0.3 dB,芯片尺寸为3.90 mm×2.25 mm。该多功能芯片可实现对射频信号幅度和相位的高精度控制,可广泛应用于微波收发模块。

一种用于低成本两维相控阵的鳍线功分移相辐射单元设计

本文设计了一种新颖的用于两维相控阵的鳍线功分移相辐射单元,该单元中的功分器、数控PIN二极管移相器、天线均采用鳍线传输线,可以将多个通道的微波部分集成在一块鳍线电路板上。采用的鳍线数控PIN二极管移相器具有尺寸小、插入损耗低、元器件数量少、天线法向波束状态无功耗的特点。采用ANSYS HFSS软件对辐射单元的性能进行了仿真优化,测试结果表明,该辐射单元在X波段可用现有成熟工艺实现良好的性能,为低成本两维相控阵技术提供了一种新的思路。

GaAs及GaN微波毫米波多功能集成电路芯片综述

综合论述了GaAs和GaN微波毫米波的收发多功能芯片、幅相多功能芯片和GaAs限幅放大器集成芯片的发展状况、电路结构和性能特性,简述了收发多功能中的功率放大器和低噪声放大器的设计方法、幅相多功能中数字移相器和衰减器的设计方法,给出了限幅低噪声放大器中限幅器的设计参考。