一种基于LTCC技术的3 dB电桥设计与制作

针对当前通信系统对3 dB电桥等多种无源器件多频带和小型化等要求,利用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺设计了一款具有新型结构的3 dB 90°电桥,采用蛇形和螺旋宽边耦合带状线的方式,实现了电桥的小型化和超宽带。通过软件ANSYS HFSS对电桥进行三维建模,并在LTCC工艺线加工制作,实际制作的电桥的测量结果与仿真结果几乎一致。研制的3 dB电桥的工作频率为1~2.7 GHz,尺寸为3.2 mm×1.6 mm×0.95 mm,相位不平衡度小于±5°,幅度不平衡度小于2 dB,带内插损小于2 dB,隔离度大于15 dB,输入电压驻波比小于1.5。

并行多注THz折叠波导行波管的理论分析与数值模拟

为了提高THz行波管的输出功率,通过并行多注和功率合成的方法,完成了并行多注D波段折叠波导行波管的理论分析与数值模拟。计算结果表明:单束行波管在0.135～0.157THz频率区间具有很好的色散平坦度,3dB带宽为13GHz,0.14THz处获得了20.88dB的最大增益;多束合成行波管在0.14THz处获得了20.8dB的合成增益,3dB带宽区间合成效率不低于92%。数值模拟表明该方法很好地实现了多路放大信号的合成输出。并行多注行波管具有输出功率大、单束电流小、聚焦磁场低等优点,能够在低发射电流密度条件下实现大功率THz辐射。

光纤光栅应变时特性的研究

研究光栅的中心波长、带宽、时延在外界应力作用发生的变化 ,实验中发现光栅的中心波长、带宽随应力改变而线性变化 ,时延的线性度在光栅拉伸时变得更好 ,时延波动 (Delay ripple)减小 ,补偿量也减小 。

平衡式并发双波段功率放大器的设计与实现

并发式双波段功率放大器一直是5G通信技术研究的热点之一.当双频激励信号同时出现时,传统的双波段功放会由于双频信号所产生的调制效应导致阻抗匹配恶化,甚至出现失配的情况.针对此问题,文中设计了一款能够同时在GSM900和TD-LTE频段工作的功放,其利用平衡结构,优化其匹配特性,将阻抗失配所产生的反射分量通过双频耦合器消除,从而很大程度上改善调制效应所导致的失配问题,改善输出、输入端口的驻波情况,提升功放的性能以及稳定性.首先基于π型阻抗变换结构,设计一款并发双波段3 dB定向耦合器,此外为避免出现双频阻抗变换器计算繁琐和空间布局困难的情况,在支路放大电路采用π型和T型结合的双频阻抗变换器,经过理论推导和仿真,可实现任意频率的两个不同阻抗变换,最终实现工作在GSM900和TD-LTE频段的平衡式并发双波段功放.本设计基于ADS仿真平台,选用GaN晶体管CGH40010F进行设计仿真,并以Rogers4350b板材制作实物.实测结果显示:在900 MHz和2.6 GHz两个频段上匹配良好,与传统并发双波段功放相比较,本文提出的功放结构能够显著优化匹配性能,驻波系数有明显降低,饱和输出功率为44.6 dBm和43.3dBm;相比于单管功放的饱和输出功率提升了一倍,两个工作频段上功率附加效率(power added efficiency,PAE)分别为62%和64%,实测与仿真差距较小,具有较好的一致性.通过分析与测试,该功放结构能够很好地适应无线通信系统的发展需求.

基于GaN HEMT的0.8～4 GHz宽带平衡功率放大器

基于Ga N高电子迁移率晶体管（HEMT）技术,研制了在0.8-4 GHz频率下,输出功率大于50 W的宽带平衡式功率放大器。采用3 d B耦合器电桥构建平衡式功率放大器结构;采用多节阻抗匹配技术设计了输入/输出匹配网络,实现了功率放大器的宽带特性;采用高介电常数Al2O3基材实现了小型化功率放大器单元;采用热膨胀系数与Si C接近的铜-钼-铜载板作为Ga N HEMT管芯共晶载体,防止功率管芯高温工作过程中因为热膨胀而烧毁。测试结果表明,在0.8-4 GHz频带内,功率放大器功率增益大于6.4 d B,增益平坦度为±1.5 d B,饱和输出功率值大于58.2 W,漏极效率为41%-62%。

放大器通频带自动测试系统的设计与实现

集成电路的广泛使用以及表面封装技术的不断发展,传统测试技术越来越显得捉襟见肘,在模拟集成电路测试上尤为突出。为了提高模拟集成电路的可测性设计,降低其测试难度及测试工作量,以集成运算放大器为例,结合放大器频率响应理论,提出了利用脉冲信号测量放大器通频带的方法。介绍了测试原理及测试思路,设计并实现了简单的放大器通频带自动测试系统。将实验结果与传统测试方法所得数据进行了对照,验证了其可行性,系统具有结构简单、易于实现和集成等特点。

基于加载线型Ka频段的五位数字移相器

数字移相器广泛应用于相控阵雷达中,本文采用一前一后加载支线的方法设计了11.25°,22.5°和45°移相单元,以3dB支线耦合器的形式设计90°和180°移相单元,在Ka频段研制出五位数字移相器。该移相器在30GHz^31GHz工作频带内,各移相单元实测相移误差最大为6.5°,最小为0.2°;插入损耗最大为11.8dB,最小为8.6dB;输入驻波比小于2,整个电路尺寸为110mm×55mm×25mm。

一种连续通带宽带双工器的研制

设计并制作了工作在2.2～2.8GHz的带状线结构3dB定向耦合器和2只通带分别为2.2～2.5GHz及2.5～2.8GHz的8阶微带发夹线结构带通滤波器,利用该耦合器和带通滤波器设计制作连续通带宽带双工器,并通过ADS进行仿真。由仿真结果可知,在2.2～2.8GHz双工器全频带内输入端口的反射系数S11均优于-17.00dB,通带2.2～2.5GHz带内插损S21最优为-2.09dB,通带2.5～2.8GHz带内插损S31为-2.53dB,其中两通带的交接点2.5GHz处插损约-6.5dB。实测结果与仿真结果基本吻合。

应用于GNSS天线的双频四馈等幅移相电路

基于3 dB分支线定向耦合器,设计了一款覆盖全球4大卫星导航系统工作频段的带状线双频四馈等幅移相电路。整个移相电路布局设计在4层电路板上,顶层和底层为接地层,用于将移相电路、低噪声放大电路与天线进行屏蔽,以提升天线抗干扰性能。电路板第二层和第三层分别用于布设L1频段(1521~1621 MHz)和L2频段(1170~1280 MHz)的移相电路,每个频段的移相电路分别由3个带状线的3 dB分支线耦合器和一段长度相差λ/4的带状传输线组成。实测结果表明,该电路在L1频段内传输损耗小于7.5 dB,输出馈电端口的相位偏差在±4°以内;在L2频段内传输损耗小于8.2 dB,输出馈电端口的相位偏差在±5°以内。该移相电路具有双频带、相位特性好、抗干扰性强等优点,能够较好地满足全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite Systenm,GNSS)定位系统终端设备应用需求。