单片射频微波集成电路技术与设计 MMIC天线及收发机
WaveLink-PDH标准型数字微波通信设备
WaveLink-PDH 标准型数字微波通信设备WaveLinkPDH 标准型数字微波通信设备是由本公司美国加州 核心技术研发中心开发、桂林生产基地生产。
其符合GB131599－ 1《数字微波接力通信系统进网技术要求》相关技术要求。
本设备提供标准机型，由室外高频部分（ODU ）、室内中低 频（IDU ）两大部分组成，高频部分与天线硬连接，无射频馈线 损耗；ODU 与IDU 通过中频电缆连接，安装灵活，工作方式可选 ▲WaveLink PDH ODU(室外单元)用1+0与1+1热备份方式。
通过前后面板指示可以了解设备工 主要特点：作状态、接收电平等，控制设备工作状态。
本设备采用计算机辅助设计技术(CAD)和计算机辅助制造技 术(CAM)进行设计，保证了设备高可靠性、高稳定性；采用MMIC （单片微波集成电路）及超大规模集成电路FPGA 等先进技术，大 大提高了设备集成度；采用模块化和频率合成技术，使发信频率、 收信本振频率稳定度高；QPSK 调制解调器在对数据流处理上采用 了能量扩散随机化处理、编码、卷积交织、收缩卷积编码纠错技 术、大大改善了系统误码性能；具有完善监控管理接口，实现了 对设备灵活地进行监控和测试。
该设备工作频段为8GHz 、13 GHz 、15 GHz 、18GHz 、23 GHz 传输容量为4E1 、8E1、16 E1；还提供了一个数据口、一个监控口、 一个数字公务电话口。
除了以上标准配置外，本设备还可以提供以 用 途： 两种选件，一是以太网10/100BASE-T 接口（可以将任意一个或多个E1接口配置成10/100BASE-T 接口）；二是美中戴维斯电信设备有限 公司专用网管软件（可以将一跳或多跳设备集中进行监控和管理）。
该设备具备高可靠性，并且具有体积小、重量轻、结构合理，易 于安装、调试帮维护方便等特点。
目前已被广泛用于各公用电信网、专信网本地数字微波接入 特别是对于中国移动、联通、网通、铁通等交换中心到基站互联。
MMIC芯片衰减器的设计与检测
MMIC芯片衰减器的设计与检测王聪玲;钟清华;龙立铨;张铎;张青【摘要】本文提供了一种单片微波集成电路(MMIC)芯片衰减器,采用氮化钽薄膜作为电阻材料,利用嵌套掩膜刻蚀技术将芯片衰减器结构一层一层套刻在陶瓷基片上.主要研究了利用氮化钽薄膜电阻制作芯片衰减器的优点,结合HFSS仿真软件,建立3 dB和10 dB芯片衰减器的有限元模型,并对实物产品进行测试验证.试验结果表明:3 dB芯片衰减器在DC～20 GHz工作频率内有较好的衰减响应,回波损耗在整个宽频带内都小于-20 dB,衰减量偏差在DC～12 GHz工作频率内小于±0.3 dB.10 dB芯片衰减器在DC～20 GHz工作频率内也有较好的衰减响应,回波损耗在整个宽频带内都小于-19 dB,衰减量偏差在DC～12 GHz工作频率内小于±0.35 dB.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】5页(P86-90)【关键词】嵌套掩膜刻蚀;HFSS仿真;MMIC芯片衰减器;氮化钽薄膜;回波损耗【作者】王聪玲;钟清华;龙立铨;张铎;张青【作者单位】中国振华集团云科电子有限公司,贵州贵阳550018;贵州振华电子信息产业技术研究有限公司,贵州贵阳550018;中国振华集团云科电子有限公司,贵州贵阳550018;中国振华集团云科电子有限公司,贵州贵阳550018;中国振华集团云科电子有限公司,贵州贵阳550018;中国振华集团云科电子有限公司,贵州贵阳550018【正文语种】中文【中图分类】TN715单片微波集成电路MMIC[1-2]具有体积小、可靠性高、成本低、抗干扰能力强等优点，已被广泛用于军用电子和民用电子工业中。
而我国MMIC技术相对于国外来说发展比较缓慢，加上国外对先进技术的封锁，目前使用在射频/微波电路中的MMIC芯片衰减器都是从国外进口，价格昂贵、购货周期长，严重阻碍了我国航天航空事业以及高科技武器的发展。
MMIC
系统 级 器件 。 用 功能 级 ＭＭＩ 通 Ｃ指那 Ｓ ＴＡＮＦ ＯＲＤ 公 司 的 Ｓ ＬＮ・ ８ ，在 Ｓ Ａ２９ 工 作 频带 为５ ２０ ＭＨ ， ２６ Ｘ ８， ￣０ ０ ｚ增 些能 够完 成某 种 特 定功 能的 器 件 ， 例 １０ １０ ＭＨ 频 带 内达 到 １ ｄ 益在 ８ ０ ０ＭＨ ５ ０ ｚ ．Ｂ ７ ５ ＭＨｚ １ ６ Ｍ Ｈｚ 别 为 和 ０ ９ 分 如 放 大器 、 频 器 、 荡 器 、 混 振 衰减 器 、 的噪 声 系数 ， 入驻 波 比 为 １７ １ 增 ２ ｄ 输 ．－ ， ０ Ｂ和 １ｄ 输 出 ｌＢ压缩 点可 达 ５ Ｂ， ｄ 移 相 器 ．开 关 等 器 件 。 专 用 系 统 级 ＭＭＩ 指那 些将 多个 单功 能 电路集 成 Ｃ 到一块 芯 片上 以完 成某特 定 分系统 功
ＳＡ Ｆ Ｒ Ｔ Ｎ Ｏ Ｄ的Ｓ Ａ １ １Ｔ 作频带为 工作点不同， Ｐ 一１８ ＿ 对器件的性能会有些影 上面的分析， ｃ Ｒ 阻值越大 ， 电流Ｉ越 ｄ
８０ ９ ０ ｚ 增 益为 １ｄ ， 出功 响 。 １￣ ６ＭＨ ， ７Ｂ 输 率 ｌＢ压 缩 点可 达 ２ ． Ｂ ｄ ９ ｄ ｍ，Ｍｉｉ ５ ｎ一 稳 定 ，但 同 时需 要 的 电源 电压 Ｖ 也 ｃ
图 １所示 的 Ｌ ＮＡ （ 低噪 声 放大 ８ ０ １ ０ ＭＨｚ 在 ９ ０ ０ ￣ ００ ， ０ ＭＨｚ 仅需 要 处
在 晶 体 管 等 ） 无 源 元 件 （ 电 阻 、 电 器 ） Ａ（ 和 如 、Ｐ 功率 放 大 器） 、Ａ（ 用 放 大 两个 外 部 匹配 元 件（ 输 入端 串联 一 通 容 、 电感 等 ） 制 作 在 同一 块 半 导体 器） Ｖ （ 变 增益 放 大 器） 可 以 电 感 ，对 地 并 联 一 电 阻 ） 可 获 得 都 和 ＧＡ 可 都 即 衬 底上 的微 波 电路 。 ＭＭＩ Ｃ器件 有使 采 用 ＭＭＩ Ｃ器件来 实 现 。 用 简单 、 电性 能 指标 好 、 可靠 性 高 、 寿
mmic芯片
mmic芯片MMIC芯片全称为Monolithic Microwave Integrated Circuit，即单片微波集成电路。
它是一种在单个芯片上集成了微波电路的高频集成电路。
与传统的离散元件（如晶体管、电容、电感等）相比，MMIC芯片具有体积小、功耗低、性能稳定等优势，广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
MMIC芯片的工艺是基于半导体材料的，常见的材料有GaAs （砷化镓）、InP（磷化铟）等。
这些材料具有良好的高频性能，在微波和毫米波频段有较强的传输能力。
借助先进的光刻技术和湿法或干法腐蚀工艺，可以将微波电路图案定义在芯片表面，并通过多层金属线路和电极连接不同的功能模块。
MMIC芯片的主要优势之一是集成度高。
采用微纳加工技术，可以在一块小小的芯片上实现多个功能模块，如低噪声放大器、功率放大器、射频开关等。
这种高度集成的特性使得系统设计更加灵活，减少了系统中的连接线路和元器件，提高了系统的可靠性和稳定性。
另一个优势是MMIC芯片具有宽频带特性。
在通信系统中，宽带通信是一种趋势。
传统的离散元件往往受到频率响应的限制，难以实现宽频带工作。
而MMIC芯片通过调整电路结构和参数，可以实现更大的频带宽度。
这对于高速数据传输和宽带无线通信等应用非常有益。
此外，MMIC芯片还具有较低的功耗和较小的体积。
高频通讯系统对功耗和体积有较高的要求，特别是在移动通信设备中，需要追求小巧轻便。
MMIC芯片由于集成度高、元器件数量少，因此功耗相对较低。
而由于微纳加工技术的应用，芯片的尺寸有限，能够极大地减小系统的体积。
然而，MMIC芯片也存在一些挑战。
首先是制造工艺的复杂性。
工艺条件对芯片的性能和可靠性有着重要影响，而微纳加工技术相对成熟的CMOS工艺相比，对设备和环境的要求更高。
其次是热管理的难题。
由于功率密度较高，MMIC芯片在工作时会产生大量的热量，需要进行有效的热管理，以保证芯片的性能和寿命。
最后是成本的限制。
单片射频微波集成电路技术与设计
单片射频微波集成电路技术与设计单片射频微波集成电路（Monolithic RF Microwave Integrated Circuit，简称MMIC）是一种在单个芯片上集成了射频（RF）和微波电路的技术。
它在通信、雷达、卫星通信等领域有着广泛的应用。
本文将介绍单片射频微波集成电路的技术原理和设计方法。
单片射频微波集成电路的核心是集成电路芯片，该芯片上集成了射频和微波电路所需的各种功能模块，如放大器、混频器、滤波器、功率放大器等。
相比传统的离散组件，单片射频微波集成电路具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等优点，能够满足复杂电路的集成需求，提高系统性能。
单片射频微波集成电路的设计过程包括射频电路设计、微波电路设计、封装和测试等环节。
首先，需要根据系统需求和设计规范确定电路的工作频带、增益、带宽等参数。
然后，通过射频和微波电路的基本理论知识，选择合适的电路拓扑结构和器件参数。
在设计过程中，需要考虑电路的稳定性、噪声、线性度等指标，并进行相应的优化和调整。
在单片射频微波集成电路的设计中，还需要充分考虑电路的布局和封装技术。
合理的布局和封装可以降低电路的串扰和杂散，提高电路的性能。
同时，封装技术也需要考虑电路的散热和可靠性等因素。
现代封装技术如BGA（Ball Grid Array）和CSP（Chip Scale Package）等，可以满足单片射频微波集成电路的高集成度和小尺寸的要求。
当单片射频微波集成电路设计完成后，还需要进行测试和验证。
测试过程中需要使用专业的测试设备和仪器，对电路的性能进行准确的测量和评估。
通过测试结果，可以了解到电路的工作状态和性能指标是否符合设计要求，并进行必要的调整和优化。
随着射频和微波技术的不断发展，单片射频微波集成电路在无线通信、雷达、卫星通信等领域的应用越来越广泛。
它能够实现高度集成化、低功耗、小尺寸的设计要求，为现代通信系统的发展提供了强大的支持。
未来，随着射频和微波集成电路技术的进一步突破，单片射频微波集成电路将会在更多的领域发挥重要作用。
mmic解决方案
mmic解决方案
《MMIC解决方案：开发高性能微波集成电路的关键技术》
微波集成电路（MMIC）是一种用于射频和微波电路的集成电路。
它可以提供高性能、低功耗和紧凑的解决方案，广泛应用于通信、雷达、卫星通信等领域。
在MMIC设计过程中，需要考虑到高频、高速和高精度的要求，这就需要具备一定的技术实力和专业知识。
而《MMIC解决方案：开发高性能微波集成电路的关键技术》这本书提供了一些关键的技术和解决方案，帮助开发人员应对这些挑战。
首先，这本书介绍了高性能微波集成电路的基本原理和概念，包括射频功率放大器、混频器、振荡器等。
其次，它讨论了一些常见的设计技巧和工程经验，包括滤波器设计、布局与封装、功率分配网络设计等。
此外，这本书还介绍了一些高性能微波集成电路的设计工具和仿真软件，例如ADS、AWR等。
通过这些工具，开发人员可
以更好地设计和验证自己的电路方案，提高工作效率和设计精度。
总的来说，这本《MMIC解决方案：开发高性能微波集成电路的关键技术》是一本对于MMIC设计者来说非常有用的参考书，它提供了一些关键的技术和解决方案，帮助他们更好地解决各种设计中的难题，提高工作效率和设计精度。
单片射频微波集成电路技术与设计 MMICC测试技术
7
电子科技大学
8
Block diagram of VNA
• 探针台
电子科技大学
Cascade Microsech Summit 9000 45MHz至120GHz裸片探针测试系统
9
电子科技大学
Cascade Microtech Summit 10000 DC至110 GHz裸片探针测试系统 直到最近，测试MMIC性能几乎都使用测试夹具 来完成。现在，用探针台能够实现极其精确的MMIC 测试。这种技术于1980年首次被提出用于微波频 率，并在1982年的实验中得到验证。1983年，该技 术被Cascade Microtech公司引入商用。在过去的十 10 年中，探针台测试技术获得了飞速地发展。
探针台测试技术优点 电子科技大学 1. 单扫系统从DC到120GHz； 2. 更精确且可重复性，引入的系统误差小； 3. 校准程序更简单，在片校准及标准验证可自动 化； 4. 它使VNA测试参考面位于探针尖上或在沿MMIC传 输线一段距离上,从而可完全消除参考面转换的 影响； 5. 提供了快速、无破坏MMIC性能测量方法，可以 在切片和封装之前进行性能测量。 Cascade Microtech 和 Agilent两公司已合 作提供了一整套在片测试解决方案，在高达 110GHz频率实现了可重复的频域测试。
4
Anritsu 3680V通用测试夹具
•测试夹具设计考虑
电子科技大学
在选择、设计或使用测试夹具时，应遵从下列准则: 1. 对于两端口夹具内进行TRL校准，裂纹式砌块测 试夹具最理想，它具有很好的重复性。采用短路 标准更好，开路标准可能会辐射能量； 2. 侧壁可能形成波导或谐振腔,应使波导/谐振腔足 够的小，使主模谐振频率高于最大测试频率。仔 细安置调谐旋钮,和/或多个RF吸收衬垫消除或抑 制不需要的模式； 3. 必须避免由于过长的接地线和接地路线中断而出 现的不良接地； 4. 避免厚的芯片载台基片、宽传输线（有时用作片 外 RF去耦）情况，以使表面波传播和毫米波频 率横向谐振的影响最小。横向电流可以通过在低 5 阻抗线中引入窄的纵向狭缝来抑制；
射频_微波工程师经典参考书汇总
射频_微波工程师经典参考书汇总1.《射频电路设计--理论与应用》『美』 Reinhold Ludwig 著电子工业出版社个人书评:射频经典著作，建议做RF的人手一本，里面内容比较全面，这本书要反复的看，每读一次都会更深一层理解.随便提一下，关于看射频书籍看不懂的地方怎么办,我提议先看枝干或结论有个大概印象，实在弄不明白就跳过(当然可问身边同事同学或GOOGLE一下)，跳过不是不管它了，而是尽量先看完自己能看懂的，看第二遍的时候再重点抓第一次没有看懂的地方，人的思维是不断升华的，知识的也是一个系统体系，有关联的，当你把每一块砖弄明白了，就自然而然推测出金字塔塔顶是怎么架设出来的。
2. 《射频通信电路设计》『中』刘长军著科学技术出版社个人书评:有拼凑之嫌(大量引用书1和《微波晶体管放大电路分析与设计》内容)，但还是有可取之处，加上作者的理解，比看外文书(或者翻译本)看起来要通俗易懂，毕竟是中国人口韵。
值得一看，书上有很多归纳性的经验.3(《高频电路设计与制作》『日』市川欲一著科学技术出版社个人书评:本人说实话比较喜欢日本人写书的风格和语言，及其通俗，配上图示，极其深奥的理论看起来明明朗朗，比那些从头到尾只会搬抄公式的某些教授强们多了，本书作者的实践之作，里面都是一些作者的设计作品和设计方法，推荐一看..5. 《振荡电路设计与应用》『日』稻叶宝著科学技术出版社个人书评:这边书还不错，除了学到振荡电路设计，还学到了很多模拟电路的基础应用，唯一缺点书中的内容涉及频率的都不够高(k级，几M,几十，几百M的振荡器)，做有源电路的可以看一下,整体感觉还行.6. 《锁相环电路设计与应用》『日』远坂俊昭著科学技术出版社个人书评:对PLL原理总是搞不太明白的同学可以参考此书，图形图片很多，让人很直观明白，比起其他PLL书只会千篇一律写公式强千倍。
好书，值得收藏～7. 《信号完整性分析》『美』 Eric Bogatin著电子工业出版社个人书评:前几章用物理的方法看电子，感觉不好理解，写的感觉很拗口，翻译好像也有些不到位，但后面几章写的确实好，尤其是关于传输线的，对你理解信号的传输的实际过程，能建立一个很好的模型，推荐大家看一下，此书还是不错的.(看多了RF的，换换胃口)8. 《高速数字设计》『美』 Howard Johnson著电子工业出版社个人书评:刚刚卓越买回来，还没有动“她”呢，随便翻了下目录，做高速电路和PCB Layout的工程师一看要看下，这本书也是经典书喔～10.《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》『中』郑军奇著电子工业出版社个人书评:实战性和很强的一本书，本人做产品经常要送去信息产业部电子研究5所做EMC测试，认证.产品认证是产品成功的临门一脚，把这脚球踢好，老板会很赏识你的，如果你也负责产品的EMC，这本书必读。
单片微波集成电路
单片微波集成电路单片微波集成电路（Microwave Monolithic Integrated Circuit，简称MMIC）是一种以半导体材料为基础的射频和微波电路，在无线通讯、雷达、卫星通信、毫米波通信等领域具有重要应用。
下面将介绍MMIC的主要特点、分类和应用领域。
一、MMIC的主要特点1. 高度集成：MMIC采用半导体技术，可以在单个芯片上实现包括放大器、混频器、滤波器、调制器等多种组件，实现高度集成，降低了系统的复杂性和成本。
2. 高频带宽：MMIC的工作频率可达数GHz到数百GHz，能够支持高速数据传输和宽频信号处理，满足高速通信的要求。
3. 高工作温度：由于采用高质量的半导体材料，MMIC具有高可靠性和稳定性，能够在宽温度范围内工作。
4. 低功耗和小尺寸：MMIC具有低功耗和小尺寸的优点，适合于电池电源供电的无线通信应用。
二、MMIC的分类按照不同的功能，MMIC可以分为以下几类：1. 放大器：用于将微弱信号放大到合适的水平，以便后续处理或传输。
2. 混频器：用于将两个不同频率的信号混合在一起，产生新的频率信号，实现频率转换和调制。
3. 滤波器：用于滤除不需要的频率分量，只保留所需的信号。
4. 功率放大器：用于将信号的功率增加到所需的水平，以便实现远距离传输或覆盖广泛区域。
5. 器件驱动器：用于控制器件的工作状态，实现信号的调制和解调。
6. 参考振荡器：用于提供稳定的参考信号，以便其他组件的工作。
三、MMIC的应用领域1. 无线通信：MMIC广泛应用于手机、WiFi、蓝牙等无线通信系统中，实现高速数据传输和宽频信号处理。
2. 雷达：MMIC用于实现雷达探测系统中的放大器、混频器、滤波器等组件，提高雷达探测系统的性能。
3. 卫星通信：MMIC用于卫星通信系统中，实现高速数据传输和宽频信号处理。
4. 毫米波通信：MMIC用于毫米波通信系统中，实现高速数据传输和宽频信号处理，支持更加高速和容量的通信。
飞思卡尔推出四款单晶微波集成电路(MMIC)组件
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中兴通讯 高 级副 总裁赵 先 明表示 ：这是 业界 首 次使 用数 据卡 完成 Ｔ — Ｔ Ｄ Ｌ Ｅ多用 户 接人 测试 ，大 幅
这 些组 件 强 调 低 噪声 放 大 器 和传 送 功 率 放 大 器 一超 高 射频 （ Ｆ） Ｒ 的性 能 对这 两 个无 线基 础 设 备
业 要闻 界一 …
提高 了系统安全性。这些功能特性也使得 Ａ ８０ Ｓ ０２
功能传感器 ， 利用两个 １ 英寸 Ｃ Ｏ 传感器 ， ， ３ ＭＳ 将高 非常适合其它电源监测应用 ，如风力涡轮机和不间
科技网络摄影机与行人侦测算法相结合，打造出先 断 电源 等 。 进的 ３ Ｄ立 体视 觉 侦 测环 境 。Ｂ 一 ０ １ 有智 能分 Ｅ ５０ 拥 析 系统 与先进 的视觉 处 理技 术 ， 可进 而 减少 顾 客 等
Ａ ８０ 适用于包括太阳能光伏逆变器在 内的并网 Ｓ０２
系统 。
Байду номын сангаас
８０ ３ 万美元 ， 上一季度净利润为 １０ ４ 万美元 。
展讯 通信 预 计 ２ １ ０ ０财年 第 二 季度 营 收为 ６ ０ ５０ 万美 元 到 ６ ０ ８０万美 元 ， 毛利率 将 与第一 季度 持平 。
在监 测注入 电网信 号方 面 ， ８０ ＡＳ０２相 比其 它 方
60GHz射频芯片——无线通信学术和产业界研究的新热点
度，比较关键的是本振对中频的泄露，因为本振信号强度往往远大于中频信号，因此本振Ｅｌ和中频口之间的隔离度也是混频器的一个主要指标，现代的ＭＭＩＣ混频器设计可以达到３０—５０ｄＢ的隔离度。
混频器的种类很多，在ＭＭｌＣ设计中常用的有镜像抑制混频器（ＩＲＭ），次谐波电阻式（Ｓｕｂ—ＨａｒｍｏｎｉｃＲｅｓｉｓｔｉｖｅ），Ｇｉｌｂｅｒｔ式等。
在ＭＭＩＣ设计中滤波网络设计也是在设计混频器时必须要考虑的，在混频器和滤波网络的不同组态会对射频，本振。
中频三端口的隔离度指标有很重要的影响，在高度集成的ＭＭＩＣ芯片中比较典型的设计方案有单端／双端输入电阻式混频器，往往会在本振端加谐振网络减少射频和本振泄露；单平衡／双平衡电阻式混频器（ＢＲＭ），往往有良好的宽带隔离度，但是需要在端口处使用巴伦（Ｂａｌｕｎ）进行频率分量隔离；双正交混频器（ＤＱＭ）。
利用正交的两路平衡得到极好的本振射频隔离度。
３．２本振在收发信机中本地振荡器（本振ＬＯ）也是十分重要的组成部件。
对于通信系统，振荡器的频率稳定度已经相位噪声都是很关键的指标。
在６０ＧＨｚ通信系统中，往往采用一个低频信号源加倍频器的设计结构，其原因是：将６０ＧＨｚ的频率源直接集成将耗费比较大的芯片面积，而且６０ＧＨｚ高频信号源的相位噪声往往没有低频信号源好，另外６０ＧＨｚ系统通常将其８ＧＨｚ左右的带宽分为多个通道进行通信。
因此将本振从芯片上移除，取而代之的是在片上集成倍频器，使得通信芯片只需要７ＧＨｚ左右的低频源输入，在片上进行倍频。
因此可以得到更大的频带使用灵活性，和更低的相位噪声。
基于这种设计结构，对于低相位噪声本振设计的需求转化为对于相位前沿科学（季刊）２０１０・噪声特性很好的倍频器的设计需求。
通常利用倍频器之后信号源的相位噪声将以２０ｘｌｏｇ（Ｎ）（Ｎ为倍频倍数）的系数恶化。
例如八倍频器将使得相噪恶化１８．０６ｄＢ但是相比Ｖ波段振荡器的相位噪声特性。
经过倍频处理的信号源的相位噪声要小很多。
磁集成电路简介
磁集成电路简介磁集成电路（MMIC）是一种专门设计用于射频和微波应用的集成电路技术。
它是一种在特定领域内应用较为广泛的集成电路技术，主要应用于通信、雷达、卫星通信等领域。
MMIC技术能够在高频和微波范围内提供高性能的集成电路解决方案，能够满足当前快速发展的无线通信和射频应用领域的需求。
MMIC技术的发展历史MMIC技术最早起源于20世纪50年代，当时美国军方在研究和开发射频和微波技术时，提出了将传统离散元件的功能集成到单片集成电路中的构想。
1958年，R.C. Comer和J.L. Moll提出了一种利用硅技术制备集成微波电路的方案，为MMIC技术的发展奠定了基础。
1965年，美国贝尔实验室首次成功实现了微波集成电路的功能。
1973年，R.A. Pucel等人在半导体材料上实现了微波集成电路的实验验证。
此后，MMIC技术逐渐成熟并应用到了通信、雷达、卫星通信等领域。
MMIC技术的特点在射频和微波领域，MMIC技术相对于传统离散元件具有诸多优势。
首先，MMIC技术可以实现高度集成，能够将射频和微波系统所需的放大器、混频器、滤波器等功能集成到一块芯片上，使得整个系统的复杂度大大降低。
其次，MMIC技术能够提供更高的性能，包括更低的损耗、更高的增益、更宽的频带等。
此外，MMIC技术还可实现更高的稳定性和可靠性，因为它能够避免离散元件之间的连接问题和热效应问题。
另外，MMIC技术还具有更小的尺寸和更低的功耗，能够满足日益迫切的小型化和低功耗化的需求。
MMIC技术的应用领域MMIC技术在射频和微波领域有着广泛的应用。
首先，在通信领域，MMIC技术被广泛应用于各种无线通信设备中，包括基站、手机、卫星通信等。
其次，在雷达领域，MMIC技术可以实现高性能的射频前端和接收机，能够提高雷达系统的灵敏度和分辨率。
另外，在卫星通信领域，MMIC技术也被广泛应用于卫星通信系统的射频前端、发射机和接收机中。
MMIC技术的发展趋势随着无线通信和射频应用领域的不断发展，MMIC技术也在不断创新和发展。
微波毫米波技术基本知识
LTCC－MCM
LTCC－MCM
LTCC工艺流程
LTCC实例－LMDS发射模块
计算电磁学及其应用
★微波电路的小型化，特别是三维电路的发展 不仅以先进的电路制造工艺为基础，而且依赖 计算电磁学和商用电磁仿真软件的迅速发展。
★随着射频集成电路（RFIC）、单片集成电路 （MMIC）和超大规模集成电路（VLSI）技术 的迅速发展，低成本、高性能的高速数字、射 频、微波和毫米波集成电路和系统的互连和封 装成为重要的理论和工艺技术课题。
微波电路技术的发展历程
微波电路或系统的革新体现在元、器件物理 结构和电磁关系两方面。 这种革新来源于对电磁场理论的灵活运用和 商用电磁仿真软件的快速发展； 其成功实现有赖于新材料、新工艺，特别是 半导体和微加工技术的成就。 微波和毫米波集成电路技术和工艺的不断推 陈出新集中体现了微波领域日新月异的技术 进步。
毫米波器件－电真空器件
行波管 反波管 速调管 磁控管 回旋管 自由电子激光管
毫米波器件－半导体器件
两端器件： 雪崩二极管－Impatt 耿氏管或体效验管－Gunn，TED 混频、检波二极管，变容二极管，隧道二极管 三端器件： 双极管－BJT 场效应管－FET 异质结双极管－HBT 高速电子迁移三极管－HEMT 膺配高速电子迁移三极管－PHEMT
– MCM－D：采用其它新绝缘材料的薄膜布线基 板，D表示电介质淀积薄膜工艺；
– MCM－Si：采用硅工艺的薄膜布线基板，层间 绝缘膜是SiO2、Si；
– MCM－C/D：在共烧陶瓷上形成薄膜布线的基 板。
MCM的主要特点
集芯片IC和无源元件于一体，避免了元器件 级组装，简化了系统级的组装层次。 高密度互连基板，导线和线间距细化（通常 小于0.1mm）; 高密度多层互连线短，布线密度高，布线密 度每平方英寸250－500根； 能将数字电路、模拟电路、光电器件、微波 器件合理组装在一个封装体内，形成多功能 组件、子系统和系统。
MMIC
MMIC是单片微波集成电路的缩写，是在半绝缘半导体衬底上用一系列的半导体工艺方法制造出无源和有源元器件，并连接起来构成应用于微波（甚至毫米波）频段的功能电路。
单片微波集成电路，即MMIC是Monolithic Microwave Integrated Circuit 的缩写，它包括多种功能电路，如低噪声放大器（LNA）、功率放大器、混频器、上变频器、检波器、调制器、压控振荡器（VCO）、移相器、开关、MMIC收发前端，甚至整个发射/接收（T/R）组件（收发系统）。
由于MMIC 的衬底材料（如GaAs、InP）的电子迁移率较高、禁带宽度宽、工作温度范围大、微波传输性能好，所以MMIC具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗电磁辐射能力强等特点。
国外概况自1974年，美国的Plessey公司用GaAs FET作为有源器件，GaAs半绝缘衬底作为载体，研制成功世界上第一块MMIC放大器以来，在军事应用（包括智能武器、雷达、通信和电子战等方面）的推动下，MMIC的发展十分迅速。
80年代，随着分子束外延、金属有机物化学汽相淀积技术（MOCVD）和深亚微米加工技术的发展和进步，MMIC发展迅速。
1980年由Thomson-CSF和Fujitsu两公司实验室研制出高电子迁移率晶体管（HEMT），在材料结构上得到了不断的突破和创新。
1985年Maselink用性能更好的InGaAs沟道制成的赝配HEMT（PHEMT），使HEMT向更调频率更低噪声方向发展。
继HEMT之后，1984年用GaAlAs/GaAs异质结取代硅双极晶体管中的P-N结，研制成功了频率特性和速度特性更优异的异质结双极晶体管（HBT）和HBT MMIC。
由于InP材料具有高饱和电子迁移率、高击穿电场、良好的热导率、InP基的晶格匹配HEMT，其性能比GaAs基更为优越，近年来随着InP单晶的制备取得进展，InP基的HEMT、PHEMT、MMIC性能也得到很大的提高。
电子科技中的射频技术与微波电路设计
电子科技中的射频技术与微波电路设计作为现代电子科技中的一个重要领域，射频技术与微波电路设计在许多领域中都扮演着重要的角色。
射频技术及微波电路设计涉及的广泛领域包括通信、雷达、卫星导航系统等，这些领域对于高频率射频电路的设计和制造的要求十分高。
在这篇文章中，我们将介绍射频技术与微波电路设计的基础知识、应用领域和未来发展趋势。
基础知识首先，让我们来了解一下射频技术与微波电路设计的基础知识。
所谓射频（Radio Frequency），是指高于一般电压、频率在3千赫到300吉赫之间的电磁波信号。
而微波（Microwave）则指频率高于1吉赫、波长约为1毫米至1米之间的电磁波信号。
射频技术与微波电路设计主要涉及到一些特定的电路元件和设备。
例如，射频功放器（RFPA）是射频电路中非常常用的设备，用于放大弱信号，使其达到能够被接收器处理和解码的程度。
微波电路设计中还包括一些被广泛应用的电路元件，如微带传输线、滤波器、方向耦合器（Directional Coupler）、功率分配器（Power Divider）等。
应用领域射频技术与微波电路设计的应用领域非常广泛，包括卫星通信、移动通信、雷达系统、医疗设备、无线网络等。
对于这些领域，高频率的射频技术和微波电路设计都是至关重要的，它们能够为这些设备提供稳定、高效的信号传输和处理能力。
其中，卫星通信是射频技术与微波电路设计的一个非常重要的应用领域。
卫星通信系统需要高频率、高精度的射频电路，以实现信号的传输和接收。
在这个领域中，微波电路设计和卫星通信系统的研究已经开始关注对天线和卫星通信系统中其他关键部件的研究和优化，以提高通信系统的性能和稳定性。
无线通信是另一个射频技术与微波电路设计的重要应用领域。
移动通信、蓝牙等无线通信技术中都需要高频率的射频电路和微波电路设计。
这些技术可以用于在不同设备之间传输数据、音频和视频信号。
未来发展趋势随着技术的不断进步，射频技术与微波电路设计领域也在不断发展。
MMIC单片微波集成电路
单片微波集成电路（MMIC），有时也称射频集成电路(RFIC)，它是随着半导体制造技术的发展，特别是离子注入控制水平的提高和晶体管自我排列工艺的成熟而出现的一类高频放大器件。
微波集成电路 Microwave Integrated Circuit工作在300M赫～300G赫频率范围内的集成电路。
简称MIC。
分为混合微波集成电路和单片微波集成电路。
前者是用厚膜技术或薄膜技术将各种微波功能电路制作在适合传输微波信号的介质(如高氧化铝瓷、蓝宝石、石英等)上，再将分立有源元件安装在相应位置上组成微波集成电路。
这种电路的特点是根据微波整机的要求和微波波段的划分进行设计和制造，所用集成电路多是专用的。
单片微波集成电路则是将微波功能电路用半导体工艺制作在砷化镓或其他半导体芯片上的集成电路。
这种电路的设计主要围绕微波信号的产生、放大、控制和信息处理等功能进行，大部分电路都是根据不同整机的要求和微波频段的特点设计的，专用性很强。
在这类器件中，作为反馈和直流偏置元件的各个电阻器都采用具有高频特性的薄膜电阻，并且与各有源器件一起封装在一个芯片上，这使得各零件之间几乎无连线，从而使电路的感抗降至最低，且分布电容也极小，因而可用在工作频率和频宽都很高的MMIC放大器中。
目前，MMIC的工作频率已可做到40GHz，频宽也已达到15GHz，因而可广泛应用于通信和GPS, 等各类设备的射频、中频和本振电路中。
根据制作材料和内部电路结构的不同，MMIC可以分成两大类：一类是基于硅Silicon晶体管的MMIC，另一类是基于砷化镓场效应管（GaAs FET）的MMIC。
GaAs FET类MMIC具有工作频率高、频率范围宽、动态范围大、噪声低的特点，但价格昂贵，因此应用场合较少；而硅晶体管的MMIC性能优越、使用方便，而且价格低廉，因而应用非常广泛.微波集成电路是工作在微波波段和毫米波波段，由微波无源元件、有源器件、传输线和互连线集成在一个基片上，具有某种功能的电路。
单片微波集成电路
单片微波集成电路（MMIC），有时也称射频集成电路(RFIC)，它是随着半导体制造技术的发展，特别是离子注入控制水平的提高和晶体管自我排列工艺的成熟而出现的一类高频放大器件。
微波集成电路 Microwave Integrated Circuit工作在300M赫～300G赫频率范围内的集成电路。
简称MIC。
分为混合微波集成电路和单片微波集成电路。
前者是用厚膜技术或薄膜技术将各种微波功能电路制作在适合传输微波信号的介质(如高氧化铝瓷、蓝宝石、石英等)上，再将分立有源元件安装在相应位置上组成微波集成电路。
这种电路的特点是根据微波整机的要求和微波波段的划分进行设计和制造，所用集成电路多是专用的。
单片微波集成电路则是将微波功能电路用半导体工艺制作在砷化镓或其他半导体芯片上的集成电路。
这种电路的设计主要围绕微波信号的产生、放大、控制和信息处理等功能进行，大部分电路都是根据不同整机的要求和微波频段的特点设计的，专用性很强。
在这类器件中，作为反馈和直流偏置元件的各个电阻器都采用具有高频特性的薄膜电阻，并且与各有源器件一起封装在一个芯片上，这使得各零件之间几乎无连线，从而使电路的感抗降至最低，且分布电容也极小，因而可用在工作频率和频宽都很高的MMIC放大器中。
目前，MMIC的工作频率已可做到40GHz，频宽也已达到15GHz，因而可广泛应用于通信和GPS, 等各类设备的射频、中频和本振电路中。
根据制作材料和内部电路结构的不同，MMIC可以分成两大类：一类是基于硅Silicon晶体管的MMIC，另一类是基于砷化镓场效应管（GaAs FET）的MMIC。
GaAs FET类MMIC具有工作频率高、频率范围宽、动态范围大、噪声低的特点，但价格昂贵，因此应用场合较少；而硅晶体管的MMIC性能优越、使用方便，而且价格低廉，因而应用非常广泛.微波集成电路是工作在微波波段和毫米波波段，由微波无源元件、有源器件、传输线和互连线集成在一个基片上，具有某种功能的电路。
学习电磁场和微波的人必读的几本好书
4～5是搞RFIC、MIC和MMIC的人的重要参考书。
6.《天线理论与设计》第二版，W.L.Stutzman著，朱守正等译，人民邮电出版社。
7.《天线理论与技术》，卢万铮著，西电出版社。
6～7对天线理论及数学工具讲的很透。
（听说孔金瓯和K.K.Mei一同去了浙江大学，浙大的弟弟妹妹有福了。） 3.《微波工程》，D.M.P源自zar，张肇仪等译，电子工业出版社。
搞微波和射频的人的经典入门教材。一些限于篇幅未详细讨论的地方都不厌其烦的列出了大量参考文献，超赞。
4.《微波固态电路设计》，I.Bahl等著，郑新等译，电子工业出版社。
1.《电磁场与电磁波》，B.S.Guru，机械工业出版社
非常好的电磁场理论入门书，全球经典教材
2.《电磁波理论》，孔金瓯著，吴季等译，电子工业出版社。
美国学界轰动一时的电磁波理论专著。内容丰富、涉及面很宽。内有大量与生产实际结合紧密的习题。是电磁场和微波专业学生提高理论水平的一本重要参考书。美中不足的是此中译本有不少错译、误译存在，所以我把英文影印版也买了。
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gaas mmic芯片 设计方法
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我会从简到繁地探讨主题，以帮助您更深入理解这个主题。
文章中会多次提及gaas mmic芯片设计方法，并在总结中共享我个人的观点和理解。
我们来探讨什么是gaas mmic芯片。
Gaas mmic芯片指的是通过使用镓砷材料（Gaas）制造的微波集成电路（MMIC）。
这种芯片常用于射频和微波电路中，具有高频率、高功率、低噪音等特点。
而gaas mmic芯片设计方法则是指在设计这类芯片时所采用的一系列技术和流程。
在文章中，我将首先介绍gaas mmic芯片的基本原理和结构，然后逐步深入探讨其设计方法。
我会从材料选择、电路设计、封装工艺等方面展开讨论，帮助您全面了解这些设计方法的重要性和实际应用。
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让我们来看看在gaas mmic芯片设计中，材料选择所起的作用。
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•集成天线基片的选择
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εr
把天线集成到高介电常数基片上所带来的一 个特殊的问题就是其与普通制造工艺的兼容性。 大多数情况下，要考虑制造所用晶片厚度和它与 表面波效应的关系.
用氧化铝生产的平面天线工作频率可达40 GHz，使用蓝宝石和石英可达300GHz。 9 使用薄或厚薄膜制造工艺可沉积金、铝、铜等 金属。
直接调制硅贴片天线
•集成天线特性测量
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测量平面集成天线的输入回波损耗和远场方 向图非常困难，这是因为集成天线与测量设备只 能通过一个在芯片上的探针进行连接。
•集成天线封装
毫米波前端模块
使用密封式封装技术，将MMIC 器件和平面天线都封装在内。 封装使用了带硼酸盐玻璃（和 科瓦铁镍钴合金有相同的膨胀率） 的科瓦铁镍钴合金，将一个完整的 59.5GHz发射机封装起来。 该前端由一个MMIC平衡混频器、 一个带通滤波器、两个180°耦合 器、一个四级功率放大器和一个微 带贴片天线组成，它们之间通过导 11 线焊接在一起。
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RF/CMOS整流天线 电路是一个HRS接收机，由一个94.6GHz的串 联微带偶极天线构成，其基片厚度为10um.
在晶片抛光的那一面生产贴片， 接地面位于未抛光的一面。贴片金属 与抛光硅之间紧密接触的一小块区域 形成了金属半导体势垒，而接地金属 和不光滑的硅之间在比较大的区域不 太紧密地接触，等同于许多金属半导 体势垒并联，形成了欧姆接触。总体 10 效果就是在贴片和接地面之间形成了 一个分布式整流二极管。
21
• 作业
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阅读下列参考书 1. Julio A. Navarro, Kai Chang, “Integrated Active Antennas and Spatial Power Combing”, John Wiley, USA, 1996. 2. Stephen J S, “ Receiving Systems Design”, Artech House,, MA, 1984.
•集成天线应用
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集成式GaAs发射天线中，一个非谐振锥型槽孔 （或槽口）天线与CPW谐振器弱耦合在一起，对铜 12 热沉淀的耿氏二极管形成谐振电路.
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MEMS开槽的微带贴片天线
微机械加工技术可以使用湿蚀刻来生产边沿， 使天线和贴片或槽边之间逐渐变小，产生了一个悬 13 垂导体，这样EM场就能直接辐射到自由空间中 。
• 集成天线应用
集成无源天线和阵列
双频移动通信 双频卫星通信 双极化移动通信 蜂窝通信
集成有源天线
多普勒传感器 军用相控阵列 移动无线 卫星通信 反向车辆跟踪 车辆识别 道路条件监视 标签 BPSK调制器 成像
有源天线
VHF接收放大器 VHF发射器 相控阵列波束控制 电视接收机
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(a)范阿塔阵列和(b)频率偏移范阿塔阵列
自跟踪集成混频接收机
6
•集成天线设计
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平面集成天线与微带和CPW传输线兼容，并且 其结构与单片技术也相容，平面集成天线很有吸引 力!
•集成天线类型选择
类型
贴片型 槽型 环型 螺旋 领结 Vivaldi 漏波
方向性
中 中/低 中 中 中 中/高 高
远场图
宽边 宽边 宽边 宽边 宽边 端射 扫描
极化
线极化/圆极化 线极化 线极化/圆极化 线极化/圆极化 线极化 线极化 线极化
带宽
窄 中 窄 宽 宽 宽 中
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天线孔径D、波束宽度 ϕ 、和增益G之间的近似关系
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ϕ = (λ D)[rad ]
πD 2 G = η( ) λ
η 天线效率
在很高的频率上用尺寸小的天线很容易获得很 窄的波束宽度（即高的角度分辨率）和高增益。同 时，短波长也意味着天线的尺寸公差必须非常精 细，典型值为优于λ/30 。 发射天线类型：单谐振元件（或谐振元件的阵 列）、行波天线和孔径天线，孔径天线进一步被划 分为喇叭天线、反射器天线和透镜天线。 8
与传统混合方法相比，集成发射机和接收 机的不足之处： 隔离器和滤波器不能简单地插入电路，用 以改善端口的隔离性或减少杂散信号电平，并且 多种电路功能的紧密封装会引起不需要的耦合和 无法预料的反馈路径。 设计集成发射机和接收机面临的困难： 1. 低相位噪声振荡器的集成； 2. 集成高选择性滤波器； 3. 实现高发射效率； 4. 集成双工功能； 5. 耦合和泄漏最小化； 6. 在单片上实现RF和基带功能； 17 7. 确保对于众多DC偏置线的足够去耦。 偏置线的足够去耦
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1. 工作频率与带宽 2. 功率容量 3. 辐射效率 4. 增益 5. 方向性 6. 极化特性 7. 旁瓣响应 8. 隔离度(交叉极化) 9. 端口阻抗匹配 10.物理形状
3
&9.2 集成天线技术
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集成天线通过印刷或蚀刻在某种绝缘或铁磁性 基片上实现。 考虑的问题是基片介质和金属的的损耗。如使 用薄型低损耗基片，天线表现出高Q和窄带宽特性。 天线带宽B与其VSWR和负载Q的关系:
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38GHz的接收机芯片：（a）缩影照片；（b）原理方框图
谐波混频器优点在于能够降低LO输入频率和加大LO与RF的 隔离, 在毫米波应用中逐渐普遍。 使用电阻混频器的38GHz发射机和接收机。镜频抑制混频器 和单边带上变频器广泛用于所有频率范围，因为它们降低了RF 输入和输出的滤波要求。多种技术的综合，比如偶次谐波镜频 抑制混频器或者谐波泵浦SSB混频器,通常具有许多优点，而其18 增加的复杂度是可以容忍的。
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MEMS微带天线阵：(a) 无沟槽；(b) 正面沟槽；(c) 背面沟槽.
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微机械加工喇叭天线
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MEMS可重新配置V型天线(17GHz)
MEMSV型天线波束控制(E平面)
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&9.3 集成收发机
2.4GHz无线LAN应用中的单片收发机的缩影照片
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第九章 集成天线及收发机
天线是射频/微波/毫米波前端中一个至关重 要的关键部件。
和所有批量生产的电子器件一样，天线发展 的推动因素是在不降低其性能的情况下降低成 本、重量和体积。天线的成本与其复杂程度、制 造工艺和要求首次设计成功的非重复制造时间直 1 接相关!
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2
&9.1 天线性能参数
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Hale Waihona Puke 38GHz的发射机芯片：（a）缩影照片；（b）原理方框图
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带天线的集成77.6GHz FMCW雷达芯片
在毫米波频率，把方向天线集成到芯片上容易做到的， 大量减少电路复杂度的创新方法已经被证明，包括自混频振 荡器,自振荡混频器和将单LO电路同时用于发射机和接收机 的新方法。随着技术进一步发展到入毫米波频率范围，准光 20 学功率合成和集成相控阵天线也变得实际。
Q= VSWR − 1 B VSWR
表面波可以改变远场辐射方向图，尤其是对 于天线交叉极化和旁瓣响应. TMo模式作为主要泄漏时对应的截止频率 75 fc = 4 h ε r −1
与使用低介电常数、厚基片的天线相比，使 电子科技大学 用薄型高介电常数的基片会导致天线带宽窄。 对于集成天线，使用硅或砷化镓设计宽带系 统较困难。