一款18~40GHzMMIC无源双平衡混频器

基于0.15μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(p HEMT)工艺,设计了一款18~40 GHz的无源双平衡混频器。该混频器采用肖特基二极管构成的混频环和3耦合线Marchand巴伦的结构,提高工作带宽的同时也减小了芯片尺寸。当本振(LO)功率为14 d Bm、中频(IF)频率为100 MHz时,常温下流片测试的各项参数典型值为上下变频模式下LO/射频(RF)频段覆盖18~40 GHz,带内变频损耗为-7 d B,1 d B压缩点功率值为10 d Bm,LO到RF端口的隔离度为-25 d B,同时其余各端口之间具有优良的隔离度。中频频率覆盖DC~20 GHz,芯片尺寸为1.63 mm×0.97 mm。

一种宽带无源双平衡倍频器MMIC的设计

基于GaAs肖特基二极管工艺,设计了一款输入频率覆盖11~21 GHz的宽带双平衡二倍频单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC)芯片。通过仿真优化,设计出幅度和相位平衡性良好的超宽带宽巴伦,同时利用相位相消技术,有效抑制奇次谐波,在输出端得到所需的二次谐波信号,提高输出信号的频谱纯度。该倍频器集成了放大器,在整个工作频段内,当输入功率为0 dBm时,二次谐波输出功率均大于3 dBm,基波抑制度优于37 dB,三次谐波抑制度优于26 dB,尺寸仅为2.1 mm×0.8 mm,可以广泛用于微波收发系统的小型化设计。

一款GaAs PHEMT超宽带无源双平衡混频器MMIC

混频器是微波系统关键部件之一。微波通信系统的宽带化和小型化发展趋势对混频器性能提出更高要求。基于GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计了一款超宽带无源双平衡混频器单片微波集成电路(MMIC)。该混频器采用环形肖特基二极管结构和两个新颖的螺旋式平行耦合微带线巴伦结构,大大提高了混频器工作带宽,减小了芯片尺寸,提高了本振(LO)到射频(RF)端口的隔离度。在片探针测试结果显示该芯片在上、下变频模式下RF和LO工作频率均为2~22 GHz,中频工作频率为0~4 GHz,变频损耗≤11.5 dB,LO到RF端口隔离度≥37 dB,LO输入功率为15 dBm。芯片尺寸为1.7 mm×1.0 mm。

120 GHz GaAs MMIC双平衡式基尔伯特混频器

作为低频段混频电路中的典型拓扑结构,基尔伯特单元在毫米波、太赫兹领域的应用较少,在Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体单片微波集成电路(MMIC)设计中,超过100 GHz的基尔伯特混频器很少有文献报导。基于70 nmGaAsmHEMT工艺,设计了一款120 GHz的双平衡式基尔伯特混频器,同时对该混频器版图结构进行优化改进,提升了混频器中频差分输出端口间的平衡度。仿真结果显示该混频器在本振输入0 dBm功率时,在100～135 GHz频率范围内有(-7.6±1.5) dB的变频损耗,射频输入1 dB压缩点为0 dBm@120 GHz,中频输出带宽大于10 GHz,差分输出信号间的功率失配<1 dB,相位失配<4°。该芯片直流功耗为90 mW,面积为1.5 mm×1.5 mm。

一种2.8～6GHz单片双平衡无源混频器

采用WIN 0.15μm GaAs pHEMT工艺研制了2.8~6 GHz的片上双平衡无源混频器。混频器在本振端和射频端均采用不同尺寸的螺旋型Marchand巴伦结构,不仅大大缩小了芯片尺寸,并且在没有外加补偿电路的情况下,在2.8~6 GHz频带范围内均取得良好匹配。测试结果表明,混频器的变频损耗小于8 dB,射频端口反射系数小于-10 dB,LO到RF的隔离度大于40 dB,输入1 dB压缩点大于10 dBm,输入三阶交调阻断点大于17 dBm。仿真与实测结果对应良好,芯片总面积为1.4 mm×1.1 mm。