基于GaAs E/D PHEMT工艺的Ku波段双通道幅相控制多功能芯片

基于GaAs增强/耗尽型赝配高电子迁移率晶体管(E/D PHEMT)工艺设计了一款14~18 GHz的双通道多功能芯片。芯片集成了单刀双掷(SPDT)开关、6 bit数控移相器、4 bit数控衰减器和增益补偿放大器。采用正压控制开关以减小控制位数;优化移相、衰减和放大等电路拓扑结构,以获得良好的幅相特性;采用紧凑布局、双通道对称的版图设计,以实现小尺寸和高性能。测试结果表明,+5 V电压下,接收通道增益大于3 dB,1 dB压缩点输出功率大于8 dBm;发射通道增益大于1 dB,1 dB压缩点输出功率大于2 dBm;64态移相均方根误差小于2.5°,16态衰减均方根误差小于0.3 dB,芯片尺寸为3.90 mm×2.25 mm。该多功能芯片可实现对射频信号幅度和相位的高精度控制,可广泛应用于微波收发模块。

一种宽带高隔离度SPDT开关的设计与实现

采用多个P IN管设计并制作了一种串/并联结构的宽带高隔离度微带单刀双掷(s ing le po le doub le throw,SPDT)开关.首先建立了所用型号的P IN管开路、短路的等效电路模型;然后借助于CAD软件Serenade进行了电路仿真和参数优化,得到了很好的仿真结果;最后设计出电路制版图并制作了经济实用的微带开关,经过实验测量达到了技术指标要求.

一种具有低插入损耗耗PIN SPDT开关设计

目前射频单刀双掷开关是射频控制电路的基本器件,其主要作用是控制射频微波传输系统中微波信号的通断。经常被应用于诸如微波信号源用的脉冲调制器,以及目前公网RRU中的驻波检测与DPD校准侧,通过切换开关,实现驻波检测以及DPD校准等功能,特别是对于TDD系统而言,大功率的射频开关可以起到Tx和Rx之间的切换,实现系统设计。可见目前射频开关在通信系统中扮演者重要的角色。本文首先通过详细的分析PIN二极管的各项参数性能,并在此基础上,分析了PIN开关的理论分析方法。通过以上分析建立一个PIN单刀双掷开关,通过仿真,各项指标良好。

SPDT 法控制非轴对称光学镜面的加工

论述采用数控单点金刚石切削（ＳＰＤＴ）技术加工非轴对称光学镜面的设计与实现，介绍了该数控系统的软硬件结构及工艺参数的选择，分析了加工中的误差影响因素．实验表明：用数控ＳＰＤＴ加工非轴对称光学镜面是可行的．

低压低能耗应用的InGaAs／AlGaAsPHEMT单片微波SPDT开关

提出了微波频率下ＰＨＥＭＴ在作开关运用时一种简化的等效电路模型，其模型参数可从对实际ＰＨＥＭＴ芯片的在片微波测试方便地确定。对于电路中元件采用不同尺寸组合情形下所进行的开关性能（插入损耗，隔离度，输入及输出反射损耗）的模拟计算表明，与实验结果符合良好。在对串／并联ＰＨＥＭＴ型ＳＰＤＴ开关的ＣＡＤ优化设计基础上进行了ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＰＨＥＭＴ单片ＳＰＤＴ微波开关的实验研制。从研制的ＭＭＩＣ芯片上在片测试得到的结果为：对应新的个人通信频段的应用，在０～２ＧＨＺ范围内，插入损耗＜１．０ｄＢ，隔离度＞５０ｄＢ，输入及输出反射损耗均优于２４ｄＢ。研制的这种高性能单片开关还可在低至－２．０Ｖ的控制电压下工作。

1.0μm Gate-Length GaAs MHEMT Devices and SPDT Switch MMICs

1.0μm gate-length GaAs-based MHEMTs have been fabricated by MBE epitaxial material and contact-mode lithography technology. Pt/Ti/Pt/Au and Ti/Pt/Au were evaporated to form gate metals. Excellent DC and RF performances have been obtained, and the transconductance, maximum saturation drain current density, threshold voltage, current cut-off frequency,and maximum oscillation frequency of Pt/Ti/Pt/Au and Ti/Pt/Au MHEMTs were 502 （503） mS/mm, 382（530）mA/mm,0.1（ - 0.5）V,13.4（14.8）GHz,and 17.0（17.5）GHz,respectively. DC-10GHz single-pole double-throw （SPDT） switch MMICs have been designed and fabricated by Ti/Pt/Au MHEMTs. Insertion loss,isolation,input,and out- put return losses of SPDT chips were better than 2.93,23.34,and 20dB.

非轴对称光学镜面的数控SPDT加工

论述采用数控单点金刚石车削（SPDT）技术加工非轴对称光学镜面的原理，介绍加工系统的结构、加工工艺参数及误差评定方法，实验表明，用数控SPDT技术加工非轴对称光学镜面是理想的。

铝镜消应力支撑及SPDT辅助装配设计

单点金刚石车削(SPDT)技术的发展为铝镜的批量化生产和应用奠定了工艺和技术基础。为减小安装预紧力、安装面不平引起的镜面变形从而保证光学像质,总结了典型的铝镜消应力支撑结构形式及设计原则。SPDT技术为光学辅助装配开辟了新的技术途径,分别针对单侧单镜、双侧单镜及分离双镜的情况进行了SPDT辅助装配设计的说明,结合实例阐述了光学面、结构安装面、基准传递面、干涉检测参考基准面的集成式SPDT加工实现高精度装配基准传递保证反射面之间高对准精度的流程,该方法可提高光学系统装配效率,缩短产品研制周期。

一种宽带吸收式SPDT开关的设计与实现

射频开关作为微波通信系统的一种关键部件,广泛应用于各种军用电子系统中。该文详细介绍了一种基于PIN二极管的单刀双掷开关的设计技术和实现方法,测试结果表明,该开关在2-8GHz频率范围内,插入损耗小于2.2dB,隔离度大于70dB。

宽带小型化高隔离度SPDT开关的研制

微波开关是微波控制电路中的基本部件，是实现在各种恶劣环境和特定的空间内将微波信号进行切换的特定功能元件，它在雷达、电子对抗、微波通信、卫星通信以及微波测量等方面有着广泛的应用。在此通过合理的电路布局和结构设计，结合微组装工艺，实现了在3～12GHz范围内，插入损耗小于3．2dB，隔离度大于70dB，整体尺寸小于20mm×15mm×10mm的一种宽带小型化SPDT开关。

一种改进型宽带SPDT开关的设计及其应用

描述了单刀双掷PIN管开关的原理,提出了一种改进的3倍频程宽带开关,并给出了设计和测量结果,具有频带宽、隔离度高和插损低的特点,弥补了传统并联二极管带宽窄的缺点,结合其在实际天线阵列中的应用,验证了该开关的实用性,给出了其在天线阵中的测量结果.

基于介质谐振器和PCB技术的SPDT滤波开关

针对时分双工(time division duplex,TDD)子系统同时对滤波器和开关的需求,将二者相融合提出了一种滤波开关设计方案。介质谐振器滤波器因具有高Q值、低损耗等特点而被广泛研究,然而其不易与PIN管集成,难以实现开关功能。基于介质谐振器和印刷电路板(printed circuit board,PCB)技术设计了一种低损耗、高隔离度的单刀双掷(single pole double throw,SPDT)滤波开关。设计以介质谐振器滤波器为滤波主体,同时在PCB上实现SPDT开关功能,滤波功能和开关功能可独立设计,降低了设计难度。开关电路在导通状态时等效为一段传输线,因而仅会增加很少的插入损耗。加工并测试了一个设计实例,测试结果表明,打开状态下的带内损耗为0.92 dB左右,关闭状态下的隔离度优于47 dB。与传统单纯PCB滤波开关相比,该设计具有更低的插入损耗、更高的隔离度。

基于0.13μm CMOS工艺的K波段SPDT开关

基于130 nm CMOS工艺,设计了一种24 GHz工作频率的单刀双掷(SPDT)开关。该开关基于π型阻抗匹配网络,将浮体技术和堆叠晶体管结构应用于开关的并联臂、串联臂,实现了低插入损耗、高隔离度和高线性度。仿真结果表明,该SPDT开关的插入损耗S21的-1.5 dB带宽为20~26 GHz。在20~26 GHz频率范围内,输入回波损耗S11小于-18 dB,输出回波损耗S22小于-17 dB,隔离度S12大于32.2 dB。在频率24.5 GHz处,S21可达-1.45 dB,输入1 dB压缩点为17.36 dBm。

一种集成控制模块的微波SOI SPDT开关

采用0.18μm CMOS SOI工艺设计制作了一种集成控制模块的微波单刀双掷开关。开关控制模块包含了低压差线性稳压器和负电压电荷泵,低压差线性稳压器将外部供电高电压转换为开关电路低电压,负电压电荷泵产生一个负压,用以改善开关的性能。制作的SOI开关具有良好的性能,芯片测试表明,开关导通状态下从DC到9 GHz范围内插损小于1.7 d B,关断状态下隔离度大于28.5 d B,回波损耗小于-15 d B,开关开启时间为1.06μs。芯片的尺寸为0.87 mm×1.08 mm。

一种低插损高隔离度毫米波SPDT开关

基于55 nm CMOS工艺,设计了一种工作于28 GHz的对称型单刀双掷(SPDT)开关。采用串并联拓扑结构实现高隔离度,通过MOS管与电感器构成的开关电感进行LC阻抗匹配,从而实现了低插入损耗和较小芯片面积。开关管采用悬浮衬底设计,减小了插入损耗,提高了线性度。仿真结果表明,该SPDT开关在工作频率下,插入损耗小于1.7 dB,隔离度大于30 dB,输入输出回波损耗小于-20 dB,输入1 dB压缩点为12 dBm。芯片尺寸为240μm×180μm。

刀尖微结构SPDT振动压印装置及其试验研究

针对拉刀前刀面内凹且材质坚硬,难以实现刀尖表面微结构加工的问题,对单点金刚石刀具(SPDT)振动压印制备微结构的加工原理进行了研究,提出了一种刀尖微结构SPDT振动压印装置;利用此装置成功在试验拉刀前刀面制备了3排×30列,最大圆截面直径为30μm、深度为10μm的"圆坑型"微结构;并将此试验拉刀与常规拉刀进行了对比拉削试验,研究了刀尖微结构对拉削负载的影响。研究结果表明:在稳定拉削阶段,相较于常规拉刀,试验拉刀的拉削负载均值、最大值、最小值降幅分别达到了5.20%、5.04%和12.33%,说明在拉刀前刀面制备微结构后,可以有效降低拉削负载,提高拉削性能,改善现有加工技术。

一种L~E波段的混合型射频MEMS单刀双掷开关设计

针对传统RF MEMS单刀双掷(SPDT)开关应用存在频段低、插入损耗高、隔离度低等问题,设计了一种混合型SPDT开关,通过在一条通路上设置接触式开关和电容式开关,实现了在L~E频段下的低插入损耗和高隔离度。通过设计蛇形上电极结构,降低了上电极的弹性系数,进而降低开关上电极下拉所需的驱动电压。采用HFSS仿真软件对混合型SPDT开关的射频性能参数进行了优化,并利用COMSOL对开关的蛇形上电极进行应力-位移分析。仿真结果表明,在DC~90 GHz的频段下,SPDT开关的插入损耗小于1.5 dB@90 GHz,隔离度大于52 dB@67 GHz、29 dB@90 GHz。此开关适用于无线通信系统、雷达系统和仪器测量系统等对工作频段要求高的领域内。

基于滤波器设计方法的GaN-on-Si毫米波单刀双掷开关

基于滤波器的设计方法,实现了一款适用于毫米波通信的宽频带单刀双掷(SPDT)开关。为了实现宽频带和低插入损耗,采用100 nm GaN-on-Si HEMT器件及行波式开关设计方法,同时采用四枝节的结构,实现对射频信号的全反射,以此获得更高的隔离度。在0 V和-15 V的栅偏置电压下,在室温环境中测试的结果表明:在30~44 GHz频带内,SPDT开关具有良好的回波损耗,其插入损耗低于1.5 dB,隔离度高于34 dB,并且在36 GHz下的输入1 dB功率压缩点优于39.2 dBm。芯片面积为1.7 mm×1.2 mm。

GaAs PHEMT通信开关电路设计

设计制作了GaAs PHEMT通信开关电路。分析了基于GaAs场效应晶体管(FET)的正压控制开关电路原理,采用GaAs FET器件串并联结构设计了单刀双掷(SPDT)和双刀双掷(DPDT)开关电路。使用ADS软件对电路进行了优化设计,并对电路版图进行了电磁场仿真优化,基于0.5μm GaAs PHEMT工艺,流片制作了SPDT和DPDT开关电路。测试结果表明,在DC^6 GHz带宽内,SPDT开关插损大于-0.75 dB,隔离度小于-27 dB(3 GHz),回波损耗小于-18 dB,芯片尺寸为0.55 mm×0.50 mm。DPDT开关插损大于-1.8 dB,隔离度小于-20 dB(3 GHz),回波损耗小于-12 dB,芯片尺寸为0.65 mm×0.60mm。两种开关均采用正电压控制(+5 V),具有低插损、高隔离度、大功率处理能力(P1 dB大于30 dBm)和芯片尺寸小等优点,可广泛应用于微波通信系统中。

基于单个三模枝节加载谐振器的紧凑型单刀双掷开关设计

为了减小滤波开关(FIS)的尺寸,基于单个三模枝节加载谐振器设计出了一种紧凑型的单刀双掷滤波开关(SPDT)。与传统的滤波开关相比,SPDT利用单个三模谐振器(TMR)在不同PIN管开关状态下呈现不同谐振模式与耦合路径的特点,成功地将单刀双掷滤波开关采用的谐振器数量减半,从而减小了滤波开关的尺寸。在此基础上,在输出馈电线末端引入开关二极管从而提高滤波开关关断时的隔离度。SPDT导通状态插入损耗为2.4 dB,中心频率为975 MHz,3 dB带宽为250 MHz,公共端口回波损耗优于20 dB,导通端口回波损耗优于15 dB,带内关断隔离度优于23 dB。