本文介绍了一种用于雷达应用的新型 X 波段碳化硅 (SiC) 共面波导 (CPW) 单片微波集成电路 (MMIC) 高功率放大器 (HPA) 设计。在设计中,采用了 0.25 μ m γ 形栅极和高电子迁移率晶体管 (HEMT),它们采用了碳化硅基氮化镓技术,因为它们具有高热导率和高功率处理能力。此外,在 8.5 GHz 至 10.5 GHz 的频率范围内,反射系数低于 -10 dB,可产生 21.05% 的分数带宽。此外,MMIC HPA 在 2 GHz 带宽内实现了 44.53% 的功率附加效率 (PAE),输出功率为 40.06 dBm。此外,由于 MMIC HPA 具有高输出功率、宽工作带宽、高 PAE 和紧凑尺寸,因此非常适合用于 X 波段有源电子扫描阵列雷达应用。索引术语 — 有源电子扫描阵列 (AESA) 雷达、共面波导 (CPW)、碳化硅 (SiC) 上的氮化镓 (GaN)、高电子迁移率晶体管 (HEMT)、单片微波集成电路 (MMIC)、高功率放大器 (HPA)。
由于低成本无人机的普及,小型无人机的高爆检测最近已成为一个非常重要的课题,因为这对安全构成了越来越大的潜在风险[1][2]。FMCW 雷达被认为是最适合无人机检测的解决方案之一,因为它结构简单,具有短距离检测能力[1]-[4]。小型无人机的检测是一项具有挑战性的任务,因为它们的尺寸非常有限,并且采用非反射材料,因此雷达截面 (RCS) 非常小。因此,只有利用毫米波频率、高发射功率以及具有低噪声系数 (NF) 和高动态范围的接收器,才能优化雷达检测范围和分辨率。在这种情况下,氮化镓 (GaN) 微波技术代表了性能最佳的解决方案,因为它们为发射器和接收器微波前端提供了最先进的性能系数[4]-[6]。利用微波频率下卓越的 GaN 功率密度,有利于实现紧凑型高功率发射器,以增强无人机目标的弱回波信号(低 RCS)。另一方面,由于兼具低噪声和宽动态范围特性,GaN 技术在 RX 部分也非常有吸引力 [5]-[9]。这一特性对于用于无人机检测的 FMCW 雷达接收器至关重要,因为 LNA 需要检测非常低的无人机回波信号(接近热噪声水平),同时在存在强干扰/阻塞信号的情况下保持其线性度,这些信号通常是由于雷达杂波和其自身发射器功率放大器的泄漏造成的 [3][4]。在本文中,我们描述了一种基于 GaN 的 Ka 波段 MMIC LNA,可用于 FMCW 雷达接收器,用于小型无人机检测。采用 mmW-GaN 技术可以同时瞄准低 NF、高增益和大动态范围,从而在 Ka 波段上方实现无与伦比的综合性能。
摘要 — 本文提出了一种基于宽带隙 RF 技术设计低噪声放大器的原创方法。这些 LNA 能够承受高电磁信号(如电子战中使用的信号),同时提供高探测率。该研究介绍了基于相同策略的单级 LNA 和两级 LNA 的原始设计程序。这些自重构 LNA 可以从高探测率模式(低 NF)切换到高线性模式(高输入压缩模式 IP 1dB )。该设计策略与稳健的 LNA 设计进行了比较,后者使用更大的晶体管尺寸来提高线性度,但代价是 NF 略有下降。在放大器输入端,RF 步进应力结果已达到 30 dBm,没有任何破坏,并提供稳定的 S 参数和噪声系数。
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摘要:在本文中,提出了基于硅(gan-on-on-si)上基于氮化壳的KU波段主动雷达应用的微波整体整合电路(MMIC)高功率放大器(HPA)。设计基于三阶段的体系结构,并使用Ommic Foundry提供的D01GH技术实施。以及稳定性和热分析提供了有关最大化交付功率的体系结构定义和设计过程的详细信息。为了优化放大器性能,输出组合仪中包含了不对称性。实验结果表明,HPA达到39.5 dBM脉冲模式输出功率,峰值线性增益为23 dB,排水效率为27%,并且在16-19 GHz频率范围内具有良好的输入/输出匹配。芯片区域为5×3.5 mm 2,用于测量值安装在定制模块上。这些结果表明,基于GAN-on-SI的固态功率放大器(SSPA)可用于实现KU波段活动雷达。
满足子组 1 和子组 2 要求的样品将从待认证的晶圆/晶圆批次中随机选出。根据设计要求,每个 MMIC 和所有片外组件都使用焊料或导电环氧树脂共晶地连接到夹具上。此外,还使用射线成像检查高功率耗散组件的 FET 区域下方是否有空洞。然后,在进行老化和寿命测试之前,DUT 按照 MIL-STD-885、方法 1010、条件 C 进行 20 次温度循环,并按照 MIL-STD-883、方法 2010、条件 B 进行目视检查。所有样品在初始 RF 测试之前都已序列化。
摘要:在UMS 100 nm GAAS PHEMT技术中,提出了1.4 dB噪声图(NF)四阶段K波段单片微型集成电路(MMIC)低噪声放大器(LNA)。所提出的电路旨在覆盖5G新版本N258频带(24.25–27.58 GHz)。动量EM Layout仿真揭示了电路的最低NF为1.3 dB,最大增益为34 dB,| S 11 |从23 GHz到29 GHz的–10 dB,p 1db为–18 dbm和24.5 dbm的OIP3。LNA从2 V DC电源中抽出总电流为59.1 MA,并导致芯片尺寸为3300×1800 µm 2,包括垫子。我们提出了一种设计方法,重点是选择活动设备大小和直流偏置条件,以在应用源变性时获得最低的NF。设计过程通过选择促进简单输入匹配网络实现的设备来确保最小的NF设计,并得益于源变性的应用,获得了合理的输入返回损失。使用这种方法,输入匹配网络是通过分流存根和传输线实现的,因此最大程度地减少了对第一个阶段实现的NF的贡献。与类似作品的比较表明,与大多数最先进的解决方案相比,开发的电路非常有竞争力。
摘要 — 本文介绍了单片微波集成电路功率放大器的设计和实验结果,其中将 FET 堆叠方法与 Doherty 架构相结合,以最大限度地提高可实现的性能。具体而言,堆叠单元是通过将共源设备拆分为两个较小的设备来实现的,从而形成非常紧凑和对称的结构,而 Doherty 理念则用于实现高回退效率。该芯片采用 100 nm 栅极长度的硅基氮化镓技术实现,面向下行卫星 Ka 波段。两级放大器不仅满足功率要求,还满足空间使用的热约束。在 17.3 GHz 至 20.3 GHz 的频率范围内,测量结果显示线性增益约为 25 dB,峰值功率为 38 dBm,功率附加效率大于 35%。索引词 — Doherty 放大器、高效率、空间应用、氮化镓
本文讨论了为下一代K频段17.3 - 20.2 GHz开发的整体微波集成电路(MMIC)功率放大器的设计步骤和实验表征。所使用的技术是硅工艺上的市售100 nm栅极长壳。考虑到航天器的苛刻约束,尤其是仔细考虑了这种技术的热约束,以保持所有设备的连接温度在最差的情况下(即,最高环境温度为85°C)。已实现的MMIC基于三阶段的结构,首先以脉冲制度进行了晶状体表征,随后将其安装在测试jig中,并在连续的波浪工作条件下进行表征。在17.3 - 20.2 GHz操作带宽中,构建的放大器可导致输出功率> 40 dbm,功率添加效率接近30%(峰值> 40%)和22 dB的功率增益。
本文讨论了为下一代 K 波段 17.3 – 20.2 GHz 超高吞吐量卫星开发的单片微波集成电路 (MMIC) 功率放大器的设计步骤和实验特性。所用技术是商用的 100 纳米栅极长度硅基氮化镓工艺。该芯片的开发考虑到了航天器的严格约束,特别是仔细考虑了这种技术的热约束,以便在最坏情况下(即最高环境温度为 85°C)将所有器件的结温保持在 160°C 以下。基于三级架构的实现的 MMIC 首先在脉冲模式下进行晶圆上特性分析,随后安装在测试夹具中并在连续波工作条件下进行特性分析。在 17.3 – 20.2 GHz 工作带宽内,内置放大器提供输出功率 >40 dBm,功率附加效率接近 30%(峰值 >40%),功率增益为 22 dB。