低功率射频能量采集系统实验研究

射频能量采集在物联网、嵌入式医疗设备和无线传感器中有很好的应用前景。提出了一种将环境中的射频能量经天线收集后转换成直流电平的低成本实验方案,通过阻抗匹配电路和RF-DC整流电路相结合,将2.4GHz的无线能量转化为直流能量后,可以为低功耗电路供电。实验结果表明,当输入功率小于-30dBm时,能量转化效率大于38%,对于室内WiFi信号,能够在15cm内为低功耗设备供电。该系统成本低、体积小,用于实验教学是一个难度适中、趣味性强的实验项目,有利于提高学生对射频电路学习的积极性。

新型连续B/J类功率放大器设计

为满足无线通信技术对高性能功率放大器的需求,提出一种新型宽带高效率B/J类功率放大器的设计方法。区别于传统连续B/J模式,设计中引入变量因子重塑其时域电压波形表达式,推导出扩展的阻抗设计空间。扩展的阻抗设计空间增加了阻抗匹配的灵活度,拓展了带宽,同时仿真表明可获得与传统连续B/J类功率放大器相同的功率和效率。基于此新型阻抗匹配技术,设计了一款工作频段为1.5~2.5 GHz的GaN HEMT宽带功率放大器。测试结果表明,在该频率范围内,输出功率大于40.6 dBm,漏极效率为72.4%~79.1%,增益为10.6~11.9 dB表明,所提出方法具有有效性.

F类可重构功率放大器设计

针对F类功放并根据可重构理论,文中设计了一种基于PIN开关的新型谐波控制网络。该谐波控制网络主要通过调节PIN开关工作状态来实现不同频率下多项谐波分量的控制,以此来提高功放的整体效率。基于此新型谐波控制网络,采用CREE公司的CGH40010F GaN HEMT晶体管设计了一款工作在1.75 GHz和2.45 GHz的F类可重构功率放大器,并进行了加工测试。实测结果表明,在1.75 GHz和2.45 GHz工作频率下,饱和输出功率大于40.5 dBm,最大漏极效率大于69%,增益高于10.3 dB,带宽大于200 MHz。

基于发夹式微带带通滤波器的小型化功率放大器的设计

基于发夹式微带带通滤波器提出了一种3.5 GHz频率的小型化功率放大器。采用将级联耦合微带线进行“U”型化处理来缩小输出匹配电路尺寸,可直接匹配至50Ω负载,无需设计基波匹配网络。该滤波器是基于三阶Chebyshev低通原型滤波器参量,奇偶模阻抗分析用于计算滤波器参数,且具有高选择性带内响应和强带外抑制能力。实测结果显示,在3.2~3.7 GHz频段内,饱和输出功率高达41.2 dBm,饱和漏极效率在50.2%~61%,增益大于10 dB。

基于二值和三值忆阻器模型构建的混沌系统的特性分析

近年来,基于忆阻器的非线性动力学问题备受关注。该文以二值和三值忆阻器为例分析了二值和多值忆阻器对于混沌系统动力特性的影响。首先,将二值忆阻器引入Chen系统,构建了一个4维的基于二值忆阻器的混沌系统(BMCS)。其次,使用三值忆阻器替换上述系统中的二值忆阻器,构建一个4维的基于三值忆阻器的混沌系统(TMCS)。通过理论分析与数值仿真,从多个角度对比了两个混沌系统之间的动力学特性差异,如Lyapunov指数、分岔图、系统的平衡点、系统稳定性、对初值的敏感性以及系统的复杂度分析等。结果表明,两个基于忆阻器的混沌系统都具有无穷多个平衡点,二者产生的吸引子均为隐藏吸引子,且都存在的暂态混沌现象,但三值忆阻混沌系统具有超混沌特性,且相比二值忆阻混沌系统具有更强的初值敏感性以及更大的参数取值区间。分析得出基于三值忆阻器构建的混沌系统比基于二值忆阻器的混沌系统能够产生更为复杂的动力学特性,混沌信号也更为复杂。

基于GaN HEMT的混合EF类功率放大器设计

基于GaN HEMT提出了一种3.5 GHz频率的高效率混合EF类功率放大器。采用输出端并联谐振电感来补偿晶体管的输出电容,提高了混合EF类功放的工作频段,使其能在3.5 GHz频率下达到高效率。使用简单的微带传输线构成谐波控制和匹配网络,满足混合EF类功放基波、奇次谐波和偶次谐波的阻抗特征,同时完成与50Ω负载阻抗的匹配。测试结果显示,在3.3～3.8 GHz频段内,在1dB压缩点处输出功率达到40 dBm,漏极效率75%～79%,增益11.5～12.3 dB。

宽带无线通信射频收发前端设计

介绍了一种宽带无线通信系统(BWCS)。提出了一种应用于该系统TDD模式射频(RF)子系统设计方案,并对RF子系统进行了分析。研制出射频子系统电路,给出了测试结果。测试结果表明研制的RF子系统各项指标都满足宽带通信系统的设计要求。

8mm芯片集成接收机仿真与研制

介绍了用MCM D技术研制的 8mm芯片集成接收机的设计方法及系统实现 .用AgilentADS软件进行了系统仿真 ,给出了接收机仿真与实测结果 ,测得接收机增益为 2 0 .2dB ,接收灵敏度为 - 92dBm ,噪声系数接近 5dB .

基于LabVIEW的射频通信电路实验测试平台开发

针对射频电路实验教学中存在的仪器设备操作复杂和高成本问题,基于LabVIEW和GPIB协议开发了一套射频通信电路实验测试平台。该平台包含主控计算机、GPIB-USB转接卡和具有GPIB接口的程控仪器,可以实现电路测试、显示测试结果和数据处理功能,同时能根据测试数据生成报表和绘制曲线,并提供灵活、方便的综合查询功能。实验教学实践表明,该测试平台提高了设备利用率和教学效率。

宽带F类功率放大器的设计

提出了一款4G频段全覆盖高输出功率高效率功率放大器。设计采用的是Cree公司提供的Ga N HEMT晶体管CGH40025F。基于F类功率放大器的设计理论,通过对晶体管的输入输出端均采用谐波控制网络,并将渐变式阻抗匹配这种宽带匹配方法应用到输入输出端的基波匹配当中。在实现二次谐波阻抗匹配至低阻抗区,三次谐波阻抗匹配至高阻抗区的同时基波阻抗被匹配至50Ω附近,从而有效提高了功率放大器的输出功率、效率和带宽。最终的测试结果表明在1.7~2.7 GHz频率范围内,漏极效率维持在62.55%~76%,输出功率在20~41W,增益在10 d B以上。仿真与实测结果基本一致。

新型复合沟道Al_(0.3)Ga_(0.7)N/Al_(0.05)Ga_(0.95)N/GaN HEMT低相位噪声微波单片集成压控振荡器(英文)

设计并研制了一种新型复合沟道Al0.3Ga0.7N/Al0.05Ga0.95N/GaN HEMT(CC-HEMT)微波单片集成压控振荡器(VCO),且测试了电路的性能。CC-HEMT的栅长为1μm,栅宽为100μm。叉指金属-半导体-金属(MSM)变容二极管被设计用于调谐VCO频率。为提高螺旋电感的Q值,聚酰亚胺介质被插入在电感金属层与外延在蓝宝石上GaN层之间。当CC-HEMT的直流偏置为Vgs=-3V,Vds=6V,变容二极管的调谐电压从5.5V到8.5V时,VCO的频率变化从7.04GHz到7.29GHz,平均输出功率为10dBm,平均功率附加效率为10.4%。当加在变容二极管上电压为6.7V时,测得的相位噪声为-86.25dBc/Hz(在频偏100KHz时)和-108dB/Hz(在频偏1MHz时),这个结果也是整个调谐范围的平均值。据我们所知,这个相位噪声测试结果是文献报道中基于GaN HEMT单片VCO的最好结果。

四元系AlGaInP为发射极异质结双极晶体管研究

本文对ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ异质结双极晶体管（ＨＢＴ）进行了研究．设计并制备了ＡｌＧａＩｎＰ为发射极的叉指结构ＨＢＴ器件．研究结果表明，ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＨＢＴ具有较高的电流增益和较好的温度特性．同时，由于对ＡｌＧａＩｎＰ和ＧａＡｓ腐蚀选择性大，因而工艺简单、重复性好．

改进型双频段低噪声放大器设计

设计了一种电流复用结构的双频段低噪声放大器,其中心频率为900 MHz和1 900 MHz。为减少芯片面积和提高电路性能,给出了一种改进的输入端和级间匹配网络,利用小电感LC网络代替大电感的栅极电感Lg和级间电感Ld1。仿真结果表明:该低噪放在两个需要的频带内功率增益(S21)大于16.0 dB;输入反射系数(S11)小于-18.6 dB;输出反射系数(S22)小于-12 dB;反向隔离(S12)小于-40 dB;噪声系数(NF)小于2.8 dB;线性度(IP3)大于-9.5 dBm。设计采用SMIC 0.18μmCMOS工艺,功耗为8.64 mW,电源电压1.8 V。

锁相环中克服非理想因素的鉴相器和电荷泵设计

讨论了锁相环中鉴相器和电荷泵中非理想因素及其克服方法。电路设计采用SMIC0.18μm CMOS工艺和Cadence Spectre仿真器。通过在重置反馈路径上加入延迟单元的方法来消除鉴相器的死区。比较了两种传统电荷泵电路的设计方法,通过加入ReplicaBias电路和单位增益运放,实现了上下电流的高匹配性。

采用DGS降低相位噪声和提高输出功率的倒扣集成振荡器(英文)

设计了一种新型的缺陷接地结构（DGS）并将之应用到倒扣集成毫米波振荡器中．分析并比较了具有DGS结构和没有DGS结构的两种振荡器性能．测试数据显示具有DGS结构的振荡器与没有DGS结构的振荡器相比，相位噪声降低4—6dB，输出功率增加0．8dBm．研究结果表明DGS结构嵌入到振荡器的谐振电路和输出端时，振荡器的相位噪声降低且输出功率增大．

应用于无线通信的宽带Doherty功率放大器

在分析传统Doherty合路结构对其带宽限制的基础上,提出一种新型负载调制网络。该负载调制网络为平行式负载调制和一段并联的1/4波长短路线相结合的结构方案,经推理可有效弥补传统Doherty负载调制网络中的带宽限制效应从而达到拓展带宽的目的。为验证设计方案的实际可行性,采用两个10 W的GaN HEMT晶体管设计了一款应用于无线通信的宽带Doherty功率放大器并进行了实物测试,测试结果表明该功率放大器的工作带宽为1.6~2.6 GHz,整体频带内饱和输出功率大于41 dBm,饱和漏极效率最大能达到56%,输出功率回退6 dB处的漏极效率在35%~38%之间,邻道功率比(ACPR)优于-45 dBc,表明该设计方案能够达到预期效果。

应用于多标准无线通信的宽带Doherty功率放大器

提出一种新型输出合路器结构,以增强两路对称Doherty功率放大器(DPA)带宽性能。通过在峰值放大器输出端插入一段四分之一波长传输线,以补偿低功率区域中的载波放大器负载阻抗的稳定性。为此,峰值放大器输出匹配网络被用于在其关闭时将辅放大器的输出阻抗转换成准短路,并且当其开启时实现适当的阻抗匹配。且峰值放大器输出端插入一段四分之一波长传输线后取消了辅放大器输出端的补偿线,极大地拓宽DPA的带宽。最后,采用GaN晶体管CGH40010F基于新型合路器结构设计一款宽带Doherty功率放大器样品并进行实物加工测试。测试结果显示,新型宽带Doherty功率放大器实物在1.45~2.45GHz的1GHz带宽内,饱和输出功率为43.81~45.43dBm,饱和效率在53%~63%之间,输出功率回退6dB处的效率在40%以上,相对带宽高达51%。并采用WCDMA调制信号对功放电路的线性度进行了测试,结果表明电路的线性度良好。

基于CMOS工艺的改进型电流注入混频器

设计了一种改进型电流注入混频器。通过在吉尔伯特混频器电路的本振开关管源极引入电感形成谐振电路,消除了开关管源极寄生电容的影响,降低了混频器电路的闪烁噪声,增大了混频器电路的增益。混频器电路的设计采用SMIC 0.35μm CMOS工艺库,本振功率为-3 dBm。仿真结果表明,与改进前的混频器电路相比,当本振功率为-3 dBm时,改进型电流注入混频器电路的增益提高了1.76 dB,IIP3提高2.1 dBm,噪声系数降低了0.5 dB。

8mm集成环形倒扣混频器设计和研制

用HP ADS软件优化设计了 8mm集成环形倒扣混频器电路 ,在射频频率为 35 .1GHz,本振频率为 35GHz时 ,三端口具有良好的隔离特性 ;计算机仿真最佳本振功率为 6～ 15dBm ,变频损耗小于 5dB .研制了集成倒扣 8mm混频器芯片面积为 3× 3.75 μm2 。

应用于UHF RFID阅读器中低相位噪声LC VCO设计

设计了一种应用于860~960MHz UHF RFID阅读器低相位噪声的CMOS LC压控振荡器.电路经过一个SCL结构的1/2分频器输出四相正交信号.电路设计采用SMIC0.18μm CMOS工艺库和Cadence SpectreRF仿真器.仿真结果表明：VCO在分频前,实现了调频范围为1620~2020MHz;在振荡频率为1.8GHz时,相位噪声为-127.5dBc/Hz@1MHz;VCO经过2分频电路后,实现了调频范围为810~1010MHz;在频率900MHz,其相位噪声-133.5dBc/Hz@1MHz.