基于各向异性导电膜的射频SP8T开关无损测试

为了解决射频器件无损测试的难点,基于各向异性导电膜Z轴(ACF-Z)连接结构,设计并实现了射频器件无损测试技术。针对表面贴装式GaAs金属半导体场效应晶体管(MESFET)单刀八掷(SP8T)开关,该测试技术使用ACF-Z轴连接结构实现器件与测试板的无损连接,通过矢量网络分析仪对GaAs MESFET SP8T开关性能进行测试,最多可同时测试SP8T开关的8个通道。测试结果显示,1~8 GHz内,器件的插入损耗为-15~-35 dB,回波损耗为-15~-35 dB,测试过程中未对器件造成损伤。

8kW高功率单刀四掷射频开关

介绍了pin二极管的工作原理,分析了大功率射频(RF)开关的主要参数及对应的设计方法,阐述了大功率射频开关设计过程中反向偏置电压的设计方法及安全性设计的考虑。运用ADS电路仿真软件对射频开关电路进行了仿真和优化,利用pin二极管的特性成功研制出了一款VHF波段8kW高功率单刀四掷(SP4T)射频开关。研制出的SP4T开关控制电平为0^-1000V的差分信号,可承受峰值功率大于8kW,平均功率大于1.5kW,当脉宽为60μs、占空比为25%时,插入损耗小于0.3dB,输入驻波比小于1.3∶1,开关隔离度大于55dB,转换时间小于50μs。

基于SP4T开关的4位MEMS开关线式移相器设计

设计了一款4位MEMS开关线式移相器,由SP4TMEMS开关和微带传输线构成,工作于X波段。单刀四掷(single pole 4throw,SP4T)开关用于切换两条不同电长度的信号通道,即参考相位通道和延迟相位通道。每个SP4T开关包含4个悬臂梁接触式RF MEMS串联开关。介绍了4位MEMS开关线式移相器的总体设计,并给出了其关键部件SP4T开关和相位延迟线的设计细节。采用ADS软件仿真分析了器件的电气性能。仿真分析得到:SP4T开关在中心频率10GHz处的回波损耗为-36dB,插入损耗约为0.18dB;移相器各相位的回波损耗均低于-15dB,插入损耗为-0.8～-0.4dB。这种射频MEMS移相器具有小型化、低功耗和高隔离度的优点。

带数字驱动的DC-18 GHz单刀三掷开关设计

设计了一款带数字驱动的DC-18 GHz单刀三掷开关(Single-Pole Three-Throw,SP3T)芯片。该芯片集成了单刀三掷开关和数字驱动器。单刀三掷开关由2个单刀双掷开关级联组成。单刀双掷开关采用吸收式开关结构,可以实现更好的关态驻波比。驱动电路采用直接耦合场效应晶体管逻辑(Direct Coupled Field Effect Transistor Logic,DCFL)式逻辑电路,具有结构简单、功耗低的优点。版图经过合理布局后,芯片尺寸为1.5 mm×2 mm。测试结果表明:在DC-18 GHz频段内,芯片插入损耗小于3.5 dB,隔离度大于50 dB。芯片采用5 V/0 V逻辑控制,开关速度小于8 ns,1 dB压缩输入功率23 dBm。

DC～35GHz超宽带单刀四掷开关单片集成电路

设计了一款工作频率为DC～35 GHz的超宽带单刀四掷开关单片集成电路,其单片电路内部集成了驱动2∶4译码器。通过ADS软件对多种开关电路拓扑进行优化,设计出了一种合理的开关结构。采用先进的E/D PHEMT工艺进行版图设计并进行了版图电磁场仿真验证,在GaAs PHEMT工艺线上进行了流片,对制作的芯片进行了在片测试,测试结果表明,在DC～35 GHz频率范围内,单刀四掷单片开关的插入损耗(IL)小于3.5 dB,隔离度大于30 dB,回波损耗小于-10 dB,易于控制,满足设计要求,在微波电路T/R组件中有很好的应用前景。目前未见同类超宽带单刀四掷单片开关的相关报道。

2~6GHz高性能开关滤波器组MMIC

基于0.25μm GaAs E/D赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计了一款2~6 GHz开关滤波器组单片微波集成电路(MMIC)芯片。片上集成了8路带通滤波器、输入、输出单刀八掷(SP8T)开关、3-8译码器和驱动器。通过输入、输出SP8T开关进行通道选择,采用三串两并结构,提高了通道间隔离度。带通滤波器组采用多级LC谐振器实现,最小、最大相对带宽分别为18%和100%,可用于宽带及窄带滤波器设计,具有通带插入损耗小,阻带抑制度高等优点。末级级联低通滤波器,实现远端寄生通带抑制大于35 dBc。在片探针测试结果显示,该开关滤波器组芯片在2~6 GHz频率范围内,每个带通滤波器的插入损耗均小于8.5 dB,阻带衰减为40 dB。该芯片具有通道多、功能复杂、集成度高的特点,可应用于宽带雷达系统进行频率预选。

一种高性能X波段GaAs开关滤波器芯片

基于0.25μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,研制了一款高性能X波段四路开关滤波器微波单片集成电路(MMIC)芯片。芯片内集成了输入和输出单刀四掷(SP4T)开关、驱动器和带通滤波器,实现了开关滤波功能。输入和输出SP4T开关结构相同,各支路都采用串-并联混合形式实现。驱动器集成在片内,由一位低电平(0~0.4 V)或高电平(3.3~5.5 V)信号控制SP4T开关中某一支路的导通或关断。带通滤波器采用分布参数梳状线结构,开路端加载金属-绝缘体-金属(MIM)电容,减小滤波器尺寸的同时拓宽了其阻带带宽。该开关滤波器芯片频率覆盖9.85~12.4 GHz,尺寸为4.5 mm×4.5 mm×0.15 mm。探针在片测试结果表明,开关滤波器芯片4个支路的中心插入损耗均小于6.2 dB,通带内回波损耗优于17 dB,典型的带外衰减大于40 dB。

一种射频同轴开关的设计方法

介绍了单刀三掷(SP3T)射频同轴开关的工作原理和设计结构,重点介绍了利用HFSS仿真软件对射频传输结构的仿真设计和优化。