应用于5G移动通信的收发开关研究与设计

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cooltcp
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着5G移动通信的迅猛发展,当前5G工作频段分为Sub-6GHz和毫米波频段,其中毫米波先行频段为24.25-33.4GHz。5G时代的到来,意味着移动通信设备需要同时支持更多的制式和频段以及非蜂窝式服务,这使得作为收发系统的中坚力量的射频开关近年来也迎来了属于它的研究热潮。本论文立足5G两个频率段的需求,设计了一个工作在0.1-6GHz的单刀四掷(SP4T)射频收发开关和一个工作在24.25-33.4GHz毫米波频段的单刀双掷(SPDT)射频收发开关。其中,工作在0.1-6GHz的高功率容量SP4T开关是基于0.18um SOI CMOS工艺进行设计。采用晶体管层叠法提升功率处理能力,但在传统偏置下由于开关管的栅体区无法达到理想的隔离从而导致了关断堆叠链路电压分布不均匀的现象,因此本文提出一种新型的偏置架构,可以较好地解决这一问题,提出的结构巧妙利用串联分压的准则实现了堆叠链的均匀分压,进而提升了整体的功率处理能力,此外,由于减小了信号泄露,插入损耗也相应得到优化。基于此技术实现的SP4T开关芯片面积为0.85×0.82mm2,测试结果显示,在每个导通/关断支路,插入损耗和隔离度在0.96/1.9/2.7/3.6/6GHz时最差值分别是0.24d B/0.34d B/0.46d B/0.45d B/0.72d B、31.3d B/25.5d B/23.5d B/20d B/15.7 d B。在0.1-6GHz整个频段范围内,回波损耗最差值为14 d B。0.1 d B压缩点(P0.1d B)大于39d Bm,二次谐波(H2)和三次谐波(H3)在输入功率为26d Bm、频点为0.9/1.9/2.6GHz时分别为-73.5d Bm/-73d Bm/-75d Bm、-77d Bm/-73d Bm/-75d Bm。此SOI SP4T开关芯片实现了较好的射频性能。工作在24.25-33.4GHz毫米波波段的低插损高隔离度SPDT开关采用0.15um GaAs pHEMT技术进行设计。在毫米波波段,由于频率更高,寄生效应变得更加显著,导致串并联经典架构损耗极大且隔离度也难以满足需求,故此结构在毫米波波段已不再适用。为此,本文采用串联传输线加多枝节并联晶体管的结构,将整个开关结构当成滤波器问题进行优化,一方面,采用四分之一波长阻抗变换器替代串联晶体管结构,实现了较好的输入匹配,从而显著降低了插入损耗;另一方面,在确保插入损耗满足指标要求的前提下,为大幅度提高隔离度,采用基于滤波器合成原理设计了一个三节枝晶体管并联架构。基于此架构实现的毫米波GaAs pHEMT SPDT开关芯片面积为2.1×1.1mm2,在片测试结果显示,在24.25-33.4GHz工作频段内插入损耗小于1.12d B,隔离度大于33d B,输入输出回波损耗大于11d B。该GaAs pHEMT毫米波开关各项性能均达到预期指标。
其他文献
挤出流延是制备高分子薄膜的重要方法,因具有工艺简单、适合高速生产的特点而被广泛应用于工业生产。三元共聚脂肪族聚酮(POK)自90年代问世以来,因具有良好机械性能和化学稳定性等特点而受到了广泛的关注,但目前对其挤出流延方面的报道比较少。加工流动场直接影响了高分子材料的结晶形态和性能。POK分子链上具有大量电负性较强的碳基,因而分子链堆积紧密,具有很快的结晶速度。熔体拉伸过程中对其结晶形态以及无定形缠
LPG(液化石油气)因其具有价格低、热值高、污染小等特性而被大量使用,也被人们称为绿色清洁能源。近年来,由于泄露失效及操作不当,导致瓶装LPG燃爆事故频发。以前学者对于LPG爆炸事故的研究多集中在事故失效概率预测、最大致因链等风险分析上,且研究对象大多都是罐车、化工储罐、燃气管道等,而很少对LPG钢瓶爆炸事故的后果进行预测性评估的研究。为了在数据不完备的情况下,预测评估燃爆事故后果严重度,梳理应急
随着绿色能源时代的到来,新能源电动汽车也成为其中新兴领域之一,但是面对电动汽车安全性的问题,诸如电动汽车冒烟、着火、爆炸等潜在的危险,这其中有一部分原因是电动汽车使用的锂离子动力电池温度过高引起,因此一般的锂离子动力电池的运行安全温度范围限制在15℃-55℃,电池模组的最大温差不能超过5℃。为了满足锂离子动力电池在电动汽车行驶中安全、高效、稳定的运行,对电动汽车用的锂离子动力电池模组进行合理的热管
近几年,随着半导体的制程工艺技术提高,NAND闪存块的存储密度及单位容量得到空前增加,NAND闪存在电子消费类产品中得到广泛地应用,已成为主流的存储介质。但是闪存信道噪声随数据的保存时间和磨损次数增加而变强,极大地降低了闪存保存数据可靠性,数据正面临难以恢复地损失。早期闪存信道噪声较小,传统的最优读取阈值方案能发挥很好的检测作用,但是求解出近似的最优读取阈值严重依赖闪存信道先验知识。基于软判决的低
机动车辆在很大程度上解决了人们日常出行的需求,但同时不免会出现诸多交通事故和车辆管制问题。机动车辆的迅速增加给智能交通管理带来一定程度的挑战。机动车辆的主要信息体现在车牌上,是外界对车辆最直观的身份确认。因此车牌定位与识别算法对智能化的交通管理和处理交通事故问题起到至关重要的作用。中国机动车辆的车牌由汉字、字母和数字组成,车牌字符按照中国车管所的法则排列在固定尺寸的方框里。车牌定位与识别算法可分为
跌倒作为老年人中多发且十分危险的行为,缺乏看护的老人可能会因发现不及时错过救治危及生命安全,如何保障老人在跌倒后能而被及时检测成为了研究热点。目前的检测方法主要包括:让老人携带穿戴式传感器收集运动信息以进行跌倒检测;在室内布置环境式传感器,收集环境数据以进行跌倒检测;使用摄像头采集老人图像处理后进行跌倒检测。由于携带穿戴式传感器对于老人生活会有诸多不便,而环境式传感器对室内布置有要求,本文研究内容
新的工业革命到来,使得各国在制造业的竞争越来越激烈,许多国家沿着制造业信息化发展的道路出台了一系列的适合本国制造业发展政策,各个制造型企业也开始将现代信息技术与传统制造业向融合,用于提高生产效率、降低生产成本。设备管理作为制造型企业生产过程中重要的一环,一直受到企业管理者的重视。目前,国内众多制造型企业在设备管理方面基本建成了设备管理系统,将设备生产信息实时上传至服务器,在服务器端通过设置固定的阈
波达方向(Direction Of Arrival,DOA)定位技术已经被广泛应用在电子、无线通信等领域。目前大部分经典的DOA估计算法都需要在信源数目确定的情况下进行,信源数目的估计效果直接影响着DOA的性能,故准确的信源数目估计是DOA估计的前提。然而现在大多数信源数目估计算法都需要在采样快拍数较大的条件下才能实现,在小快拍数下算法性能急剧降低甚至可能会出现失效的情况,但是现实环境中一般很难保
目前骨组织工程仍然是治疗骨损伤的理想途径,而骨组织支架的搭建则是其中的核心,受到了广泛的研究。但是单一的骨组织支架材料很难同时满足其作为植入物的复杂需求。聚己内酯(PCL)因生物相容性好和体内可降解等优点,成为广泛使用的组织工程支架材料,其由静电纺丝技术制备的PCL纳米纤维支架也备受瞩目,但其也存在一些缺点,如力学性能不足,生物功能性不足等。作为骨组织植入物材料还应具备一定的成骨诱导功能和抗炎症感
在传感与通信领域,经常要使用传感器来检测在户外、高温等恶劣环境下工作的大型金属结构因外界作用而导致的裂纹。由于大型金属结构工作环境复杂,用于裂纹检测的传感器受到环境的挑战越来越大。与传统传感器相比,使用介质谐振器作为裂纹检测手段能满足低成本、高可操作性且灵活地在各种环境下使用的要求。本文基于介质谐振器传感机理,围绕裂纹检测这一问题展开研究与设计,主要工作如下:1、关于圆柱形介质谐振器传感机理的研究