基于矢量测量的射频微波器件非线性参数化行为建模技术评述

随着大功率射频微波器件的不断推广与应用,以及无线通信市场的迅猛发展,传统的小信号S参数线性系统理论既无法继续支持对大功率、高效率、复频谱利用率和超宽带等众多射频电子产品高效快速的研发,也不能满足无线系统前端——射频功率放大器、混频器、调制解调器和振荡器等部件的精确表征、建模、仿真、设计和应用的迫切要求,正是在这种大背景下,基于矢量测量的射频/微波器件非线性参数化行为建模技术也就应运而生。本文首先阐述非线性器件表征技术的发展背景与迫切性;然后介绍了该领域内逐渐成熟的两种矢量测量方案与核心技术的原理,并分析比较了两种方案的性能优劣;最后重点对三种非线性参数化行为模型的数学形式作了详细推演,介绍了参数提取方法和应用实例,展望了基于矢量测量的非线性行为建模技术的未来发展研究方向。

67 GHz宽带谐波相位参考及其定标技术

作为非线性矢量网络分析仪的重要参考测量通道,谐波相位参考能够提供多频点、多波量以及复频率下的绝对相位测量能力。设计了基于共面波导非线性传输线方案的原型谐波相位参考样机,并提出了基于EOS光电采样系统的完整谐波相位参考定标技术,主要包括时基失配、平均去噪、相位对准、连接器失配与示波器复频率响应修正等流程。定标实验结果表明,原型样机能够在1 GHz功率27 d Bm信号激励下输出半峰值脉宽为22 ps的周期脉冲序列,其频带覆盖范围超过67 GHz,并在超高次谐波频点上拥有小于±10°的相位精度与小于±5°的相位可重复性。最后将原型样机装配到非线性矢网中,通过测量2 GHz信号激励下超窄时域脉冲发生器的输出时域信号,并将之与采样示波器测量结果进行比对,结果证实了谐波相位参考设计与定标技术的有效性与正确性。

一种新型RF MEMS单刀双掷开关的设计与仿真

本文介绍了一种利用单驱动电压控制通路选择的新型RFMEMS单刀双掷开关,利用三维仿真软件Ansoft HFSS和ANSYS进行仿真和优化设计该开关的性能。仿真结果表明:驱动电压为22V,开关时间为22μs,在中心频率30GHz处,开关处于down状态下的插入损耗为0.42dB,回波损耗为43dB,隔离度为29dB;而当开关处于up状态的插入损耗为0.53dB,回波损耗为19dB,隔离度为28dB,该开关的性能仿真和优化设计达到理想情况。。

基于多音激励的NVNA多谐波/互调相位参考实现方法

基于阶跃恢复二极管(step recovery diode,SRD)的脉冲发生器在正弦波激励下输出的脉冲序列具有显著的频域谐波非线性,可为非线性网络矢量分析仪(nonlinear vector network analyzer,NVNA)和大信号网络分析仪(large signal network analy-zer,LSNA)等非线性网络测量平台提供有效的谐波相位参考信号。进一步开发其互调非线性特性的应用,提出一种基于多音信号激励SRD脉冲发生器的NVNA多谐波/互调相位参考实现方案。该方案可以在原有的各次谐波频点附近提供丰富的互调谱线,为未来的'谐波+互调'非线性微波网络测量研究提供相位参考,有效地拓展NVNA对复杂调制信号的测量功能。实验表明:SRD脉冲发生器具有较强的互调非线性,在三音激励下便可获得不少于七音的可用谐波互调谱线;该方案获得的相位参考信号具有小于±0.6°的相位测量随机不确定度,完全满足NVNA的指标要求;互调谱线的分辨率可以任意设置,从几十MHz到百Hz以下。其灵活性和频率分辨率指标优于目前所有的谐波相位参考。