电子学报 ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (9): 1809-1814.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2013.09.022

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基于巴特沃斯低通滤波器的毫米波宽带低插损限幅器研究

姚常飞1,2, 周明2, 罗运生2, 吴刚2, 许从海2   

  1. 1. 南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室, 江苏南京 210016;
    2. 南京电子器件研究所微波毫米波模块电路事业部, 江苏南京 210016
  • 收稿日期:2012-10-11 修回日期:2013-03-14 出版日期:2013-09-25 发布日期:2013-09-25
  • 作者简介:姚常飞 男,1982年出生于江苏省常州市,博士,工程师,现就职于南京电子器件研究所,在国内外期刊发表科研论文近二十余篇.研究方向毫米波亚毫米波电路与系统. E-mail:yaocf1982@163.com;周 明 男,1974年出生于江苏省南京市,高级工程师,现就职于南京电子器件研究所,研究方向微波毫米波电路与系统. E-mail:zright@sina.com;罗运生 男,1944年出生于辽宁省沈阳市,研究员,现就职于南京电子器件研究所,研究方向微波毫米波电路与系统;吴 刚 男,1965年出生于江苏省南京市,工程师,现就职于南京电子器件研究所,研究方向微波毫米波频率源;许从海 男,1981年出生于江苏省淮安市,工程师,现就职于南京电子器件研究所,研究方向微波毫米波多功能组件.

Research on Millimeter Wave Broad-Band and Low Insertion Loss Limiters Based on Butterworth Low Pass Filter

YAO Chang-fei1,2, ZHOU Ming2, LUO Yun-sheng2, WU Gang2, XU Cong-hai2   

  1. 1. Science and Technology on Monolithic Integrated Circuits and Modules Laboratory, Nanjing Electronic Devices Institute, Nanjing, Jiangsu 210016, China;
    2. Department of Microwave and Millimeter Wave Modules, Nanjing Electronic Devices Institute, Nanjing, Jiangsu 210016, China
  • Received:2012-10-11 Revised:2013-03-14 Online:2013-09-25 Published:2013-09-25

摘要: 基于巴特沃斯(最大平坦型)低通滤波器模型,研究了毫米波限幅器在小信号时的等效电路.结合限幅电路电磁场仿真模型,分析限幅二极管物理模型的寄生参数和键合金丝电感,提取相应的S参数,以设计限幅器的阻抗匹配网络,研制出了Ka波段全频段低插损限幅器.在26~40GHz,测得限幅器小信号插损小于4.3dB,最小插损2.2dB,驻波比小于1.95:1;当输入的连续波功率为0.5W时,限幅输出功率小于10.5dBm;整个限幅器尺寸为20×12×6mm3,限幅器性能达到国外同类产品水平.

关键词: 毫米波, 等效电路模型, 巴特沃斯低通滤波器, 限幅器

Abstract: Equivalent circuit of a millimeter wave limiter is analyzed based on Butterworth (maximally flatness) low pass filter model.Considering the parasitic components of the limiter diodes,the whole limiter physical structure is setup.Diode parasitic parameters,bonding wire inductances,and complete limiter circuit matching networks are analyzed with EM software.A Ka full-band low insertion loss limiter is realized,the measured small-signal insertion loss is lower than 4.3dB in 26~40GHz,the lowest insertion loss is 2.2dB,and the VSWR is better than 1.95:1.At large signal condition with input continuous wave power of 0.5W,the peak leakage power is lower than 10.5dBm.The dimension of the limiter is 20?12?6mm3, and its performance achieves the level of similar foreign products.

Key words: millimeter wave, equivalent circuit model, butterworth low pass filter, limiter

中图分类号: