高谐波抑制性能的射频高功率校准系统

随着武器装备中射频大功率设备大量应用,仅在激励源输出端增加功率放大器的方式已经不能够满足高功率下的高性能校准要求了,尤其对于窄频带大功率计的计量校准需求。基于射频高功率校准系统的工作原理和性能特点,分析了在高功率下产生的谐波对功率校准引入了比较大的测量误差。选用LC腔体结构的高阻带滤波器设计,获得了较高的信号抑制能力;通过采用多组高阻带性能的低通和带通滤波器组合单元设计,实现了宽频带的射频高功率校准系统的谐波抑制要求。实验结果表明,采用高阻带滤波器的组合单元设计获得了较高的谐波抑制性能,从而提供了一种构建高准确度测量的射频高功率校准方法。

基于强散射点剔除的自适应窄带RFI抑制滤波器

在低频超宽带合成孔径雷达中,VHF/UHF频段密集的窄带射频干扰(RFI)严重影响了雷达性能。常规RFI抑制滤波器在干扰频点的陷波造成了宽带信号的能量损失,抬高了点目标的距离向旁瓣。该文提出一种可减小自适应滤波器旁瓣效应的方法:通过在距离压缩域剔除场景内的强散射点,减小输入信号中的宽带目标信号能量,提高自适应谱线增强器(ALE)对窄带干扰估计的精度,再从原始信号中减去干扰即得到目标回波信号。这种剔除强散射点的方法利用了匹配滤波后宽带信号与窄带干扰的时域特性差异,能有效降低自适应滤波器的旁瓣效应。该文选择归一化最小均方误差(NLMS)算法对剔除强散射点的自适应窄带RFI抑制滤波器进行了性能评估,与传统算法的对比试验表明该方法可在抑制RFI的同时有效减小强目标的距离向旁瓣。

一个高电源抑制比的有源电感射频放大电路

提出了一种使用有源电感的电路实现方案,可用于宽带无线收发机射频放大电路的设计中。分析了有源电感的阻抗与各元件取值的关系,设计了中心频点调节电路和具有鲁棒性的偏置电路,保证工艺偏差和电源电压波动对有源电感的阻抗具有很弱的影响。在SMIC0.18-μm工艺下进行了电路设计和流片验证,测试结果表明,使用有源电感的射频放大电路,可以得到期望的射频信号,其中心频点的调节范围为0.5～2GHz,能够抵御高达0.8V的电源偏差。

射频识别系统电磁辐射干扰特征快速分析与抑制

针对射频识别系统产生的辐射干扰噪声,提出了基于近场测量结合波阻抗分析的辐射机理快速分析方法与基于全电容高频电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)滤波器的辐射噪声抑制方法,可避免苛刻复杂的电波暗室噪声检测和电磁屏蔽噪声抑制方法,具有简便、快速、经济等优点。标准测试表明:采用文中方法可有效抑制辐射干扰噪声,噪声抑制效果可达24 dBμV/m,满足GB 9254 Class A标准,从而验证了方法的有效性。

一种低功耗跨导电阻电容型镜像抑制复数滤波器

针对无线传感网(WSN)对射频接收机低功耗的要求,提出了一种适用于WSN低中频接收机的一阶跨导电阻电容型(Gm-R-C)镜像抑制复数滤波器。该结构采用2个低功耗的全差动Gm单元和R-C负载对同相/正交输入信号进行低通滤波,频率变换则通过另外2个交叉耦合的差动Gm单元来实现。在详细分析一阶单元线性度、中心频率和调节范围的基础上,采用0.35μm CMOS工艺设计了一个4阶巴特沃斯复数滤波器,带宽为160kHz,中心频率为300kHz。在1%的器件失配下,仿真得到的镜像抑制比达到50dB,带内的输入3阶截取点功率为25.1mW,通带增益为18dB,输入参考噪声均方根电压值为35μV;在2.7 V电源电压下,滤波器消耗总电流仅为760μA。仿真结果表明,滤波器的各项性能均满足WSN系统的需求并具有较低的功耗。

镜像频率抑制度对射频前端噪声系数的影响分析

探讨了镜频抑制度对于射频前端噪声系数的影响,分析计算了一次变频系统中有镜频抑制滤波器和无镜频抑制滤波器两种情况下射频前端输出的噪声功率值,分析表明镜频抑制滤波器在一次变频系统中能够改善系统噪声系数约3 d B;针对二次变频系统射频前端的输出噪声功率,分析计算表明当镜频抑制度达到20 d B以上时,镜像频率对射频前端输出噪声的影响很小,近乎可以忽略。给出一种Ka频段二次变频射频前端的实例,测试结果与理论分析一致。

高灵敏度入侵检测系统接收机射频前端设计

针对泄漏电缆入侵检测系统接收信号微弱、易受环境影响等问题,提出一种新型高灵敏度、大增益的直放式接收机射频前端电路,优化放大增益和噪声系数,提高系统稳定性,其结构以宽带带通滤波器、超低噪声放大器CMA5043、固定增益模块Hmc580、自动增益控制模块(AGC)AD8331为核心。实验结果表明,在26.25-36.25MHz通带内,滤波器的插入损耗小于1.4dB,电路噪声系数小于1.1dB、可识别的最小信号Smin为-118dBm,实现80-100dB增益可调,系统工作稳定。

具有深度二次谐波抑制的低相位噪声射频振荡器

射频振荡器作为无线通信系统的关键部件,在射频前端上/下变频电路中扮演着非常重要的角色。为了满足系统对振荡器高性能的要求,该文给出了具有深度二次谐波抑制功能的低相位噪声反馈型射频振荡器的设计方法。在放大器的输入输出端之间引入微带带通滤波器构成反馈回路,利用其通带中较大的复数品质因数有效降低了振荡器的相位噪声;在振荡器输出端加载一对并联的λg/8开、短路枝节来实现在不影响基波信号的同时对二次谐波进行有效抑制。设计的射频振荡器实测和仿真结果吻合良好,低相位噪声与二次谐波抑制同时在所提出的振荡器上得到实现。

CMOS低中频有源复数带通滤波器设计

设计并实现了基于0.18μm CMOS工艺的2.4GHz无线传感网(Wireless Sensor Network)射频接收机低中频有源复数带通滤波器。该滤波器采用基于积分器单元的复数带通滤波器结构,同时实现镜像抑制和信号滤波的功能。仿真结果表明,复数带通滤波器的中心频率为2MHz,通带带宽为2.4MHz,通带电压增益约为12.5dB,镜像抑制大于30dB,相邻信道阻带衰减大于40dB,噪声系数小于15dB,消耗电流为5mA。通过系统验证,本设计各项性能均满足无线传感网射频接收机的设计要求。

RF-MEMS滤波器的高性能接口电路设计

提出了一种适用于射频—微机电系统(RF-MEMS)滤波器的高性能接口放大电路。利用微纳工艺制备了相对带宽为1.4%、中心频率为73.02 MHz的硅基MEMS滤波器,针对其高阻抗、高插入损耗特性,设计了基于运算放大器的低噪声、高增益的两级放大电路和阻抗匹配电路。仿真结果表明:接口电路对高频的MEMS滤波器微弱电流信号具有良好的放大效果,增益可达62.75d B,噪声系数为3.35d B,S22反射系数为-46.91 d B,使RF-MEMS滤波器的插入损耗降低至0.56 d B。测试与PCB板级电路级联的MEMS滤波器输出信号表明:RF-MEMS滤波器的插入损耗降至16.2d B,相对带宽为1.4%,中心频率为73.02 MHz,提升了MEMS滤波器在无线通信中的应用潜力。

一种V频段毫米波射频收发前端设计与实现

针对毫米波射频收发前端工作频率越来越高的应用需求,设计了一种工作在V频段的毫米波射频收发前端,用于V频段射频信号的接收及发射功能。该射频收发前端电路复杂,内部包含接收电路、发射电路、频率源电路、电源处理电路及控制电路,具有多功能、高镜像抑制度、低噪声系数、高发射功率的优点。为了实现良好的电性能,该收发前端设计并使用了V频段微带滤波器、V频段微带功分器,V频段四分之一波长短路线等微带电路。收发前端采用了V频段MMIC混合多功能集成技术,可应用于导引头雷达及通信场景,具有广阔的应用前景。

一种高线性低功耗射频鉴频器的设计

设计了一款用于射频接收系统的低功耗高线性高灵敏度斜率鉴频器,电路采用65 nm CMOS工艺,与传统的基于单带通滤波器的结构相比,双带通滤波器的结构有效提高了鉴频器的解调线性度;引入单端中频放大器降低了减法器失调电压对鉴频灵敏度的影响。仿真结果表明,所设计的基于双带通滤波器结构的鉴频器在1 V供电电压下,功耗为1 mW,鉴频灵敏度为-70 dBm。

一种无源高线性混频组件的设计与实现

在射频通信系统中,混频器作为接收机的核心器件,其线性指标将直接影响整个接收系统的性能。文中设计并实现了一种无源高线性混频组件电路,采用“平衡混频器+吸收式滤波器”的方式达到了高线性要求。平衡混频器采用一对双平衡混频器互联,通过相位抵消达到优化线性的目的;吸收式滤波器吸收混频器产生非线性谐波,使其无法在空间中进行反射,两者共同作用优化了组件整体的线性指标。测试显示,在射频频率为30~1350 MHz,本振频率为3030~4350 MHz,中频频率为3000 MHz的条件下,混频组件的IIP 2可以达到94 dBm,IIP 3可以达到29 dBm。相比于单独混频器,新电路的线性性能得到极大的优化,更适合高性能的接收机使用。

提高DCPR接收系统信噪比和抗干扰能力的方案

文章介绍了风云二号卫星地面应用系统工程高速数据收集平台报告信号(DCPR)接收系统在北京气象站系统预交付联试中表现的天线频繁跟踪以及经过接收变频后的90.9MHz中频信号信噪比测试结果较差问题排查过程和有效的解决方案。问题排查过程主要针对DCPR接收系统射频接收机多个关键检测点进行测试,从测试结果和系统链路组成分析问题原因,并制定了四个具有针对性解决方案,主要是:DCPR接收系统射频接收机自带5MHz锁相晶体振荡器、加强手机信号干扰抑制、降低变频前链路增益、增加变频后链路增益以满足系统使用要求。最终将以上解决方案应用到风云二号卫星地面应用系统工程高速数据收集平台报告信号(DCPR)接收系统中,问题得到了很好解决。

5G手机单机射频前端、滤波器、电感器用量增多高频段元件是未来研发重点难点

9月4日,荣耀在武汉召开20S新品发布会,荣耀总裁赵明在会后预测,荣燿首款5G手机将于四季度上市。此前,华为己推出了Mate 20X 5G版。5G手机的呼声越来越高,对于手机基础器件来说,射频前端、滤波器、电感等手机微型器件亦将率先受益。

一种高效2.45 GHz低输入功率微带整流电路

提出了一种高效的2.45 GHz低输入功率微带整流电路,它可以有效地吸收低输入射频能量。该整流电路主要由一个倍压二极管BAT15-04W、开路枝节匹配电路和谐波抑制电路组成。所用的倍压二极管BAT15-04W是一个适用于低输入功率能量收集的低功耗肖特基贴片二极管。开路枝节匹配电路用于将整流电路匹配到50Ω。谐波抑制电路则是用于转换效率的优化设计。实测结果显示在直流负载为5 kΩ、输入功率为5 d Bm的情况下,该整流电路的RF-DC整流效率可达75.3%,所得到的直流电压超过3.45 V。

抑制基波及其他谐波的SAWF

采用声表面波滤波器的发射和接收2个叉指换能器的异频异结构设计,合理选择声表面波滤波器的主信号通带在需要的谐波频率处,错开2个叉指换能器的基波和其他谐波,从而达到抑制无用的基波和其他谐波通带。在相同的设备和工艺条件下,这种谐波工作的声表面波滤波器工作频率能提高1～2倍。文中分析了发射和接收叉指换能器采用异频异结构设计方案的可行性,用计算机模拟出了预期结果,找到了异频异结构的精确设计方法。设计制作了620MHz等声表面波滤波器。观察0～1GHz宽扫频范围,远、近带外阻带抑制一致性很好。

MODEL CH-8700捷变式邻频电视解调器

该产品输出范围是48-870MHz全频道捷变输出；带外抑制大于60dB适合邻频传输；采用进口模块射频放大，115dB高电平输出；采用SAW滤波器，双重PLL频率锁定，载频准确度±5KHz；用于大中型有线电视系统，也可用于有线电视系统的扩容。

多器件联合L波段强电磁脉冲防护模块仿真设计

目的设计针对L波段射频前端敏感器件的强电磁脉冲防护模块,利用瞬态电压抑制二极管、气体放电管和发夹型微带带通滤波器进行联合仿真设计。方法瞬态电压抑制二极管具有快速响应时间,气体放电管具有高功率容量,而微带带通滤波器可分离噪声信号,并保留有效信号。通过结合这些器件进行防护设计,可以充分发挥各自优势,提高系统稳定性和强电磁脉冲防护能力。结果该模块设计工作频段为1.3~1.7GHz,带内插入损耗小于1.5dB,在70dBm功率注入的情况下,防护效果可以达到42.5dB,具有良好的防护效果。结论通过分析研究不同器件的特性和优化设计,实现了对L波段频谱的防护,具有重要的实用价值和广阔的应用前景。

C波段横向激励薄膜体声波谐振器设计与制备

针对未来移动通信对射频前端器件提出的多频率、高集成新要求,开展了兼具声表面波(SAW)谐振器和薄膜体声波谐振器(FBAR)技术特点的新型横向激励兰姆波谐振器研究。该文介绍了基于c轴择优取向氮化铝(AlN)压电薄膜的C波段横向激励薄膜体声波谐振器(XBAR)的结构设计、参数优化和制备方法,并进行了工艺验证。通过剥离和刻蚀等步骤制备了谐振频率4.464 GHz、品质因数3039、品质因数与频率之积(f×Q)达到1.56×10^(13)GHz、面积小于0.12 mm^(2)的低杂波XBAR谐振器,并仿真分析了其用于射频滤波器的可行性。该研究为进一步研制多频率、高集成的小型化XBAR滤波器组件提供了有效的设计技术和工艺技术支撑。