该文件是关于“6-18GHz矢量和6位有源移相器”的研究论文，以下是详细的知识点： 1. 有源移相器概念和应用 有源移相器是一种电子元件，主要用于信号的相位控制，可以改变信号的相位而不显著影响信号的幅度。本研究介绍的有源移相器工作频率范围覆盖6-18GHz，这是无线通信、雷达、卫星通讯和航天探索等领域中非常关键的频率范围。在这些应用中，有源移相器可以用于相控阵系统，以实现精确的信号波束控制和方向调节。 2. 矢量求和架构（Vector-Sum Architecture） 矢量求和架构是一种实现相位控制的技术，可以有效地合成所需的相位状态。通过改变输入信号的正交分量（I/Q信号）的幅度和相位，以及通过矢量求和的方式，可以实现精细的相位调节。这种架构的优势在于，可以在较高的集成度和较低的成本条件下，提供低损耗和高精度的相位控制。 3. 6位移相器的性能参数 所谓的6位移相器意味着它能提供2^6即64种不同的相位状态。该论文中描述的6位移相器，在全频段内的均方根（RMS）相位误差小于1.66度，均方根幅度误差小于0.18分贝。此外，该移相器的输入压缩点高于-8dBm，输出压缩点高于-26dBm。输入和输出的回波损耗也小于0dB，表明其与系统有良好的阻抗匹配。 4. 相位阵列系统的应用 相位阵列系统广泛用于军事、空间探索和其他需要精确控制信号方向的领域。这种系统通过控制阵列中各个发射或接收元件的相位来合成所需的辐射方向图。具有6-18GHz矢量和6位有源移相器的相位阵列系统能更加灵活地实现信号的精确控制。 5. 相位和增益控制技术 在I/Q信号生成中，采用了一种独特的电流模式差分有源数字模拟转换器（DAC）来实现6位移相器。这种DAC能够简单地控制I/Q信号的增益，从而实现所有64种相位状态的精细控制。DAC在现代无线通信中扮演了关键角色，它能够将数字信号转换为模拟信号，且在此案例中，该DAC是实现精确控制的重要部分。 6. 系统架构 该移相器基于矢量求和架构，核心由两个模块构成：一个模块是正交幅度调制器（QAF），它负责将不平衡的输入信号转换为平衡信号；另一个模块是可变增益放大器（VGA），它进一步将不同的正交信号分量以所需的幅度和极性相加。输入和输出平衡-不平衡转换器（balun）用于转换信号以确保系统能够与外部设备接口。系统的总功耗为9毫瓦，使用1.2伏的电源供电。 7. 研究的重要性与未来展望 此研究对工业界具有重要影响，特别是在卫星和相控阵系统领域。随着对更高性能、更低功耗和更低成本的系统需求不断增长，研究和开发更加先进的有源移相器技术变得尤为重要。随着技术进步，未来有望看到更小型化、集成化、低成本的相位控制解决方案。 整体来看，该研究通过创新的电路设计和架构优化，为高性能无线通信系统提供了一种高效的相位控制方案。论文不仅详细介绍了硬件设计和系统架构，还通过实际的模拟结果展示了其在相位控制精度、动态范围和功耗管理方面的优越性能。随着微电子技术的进一步发展，这样的有源移相器有望在未来的通信设备中扮演核心角色。

NFC线圈设计#HFSS分析设计13.56MHz RFID天线及其匹配电路 ①在HFSS中创建参数化的线圈天线模型...... ②使用HFSS分析查看天线在13.56GHz工作频率上的等效电感值、等生电容值、损耗电阻值和并联谐振电阻值...... ③分析走线宽度、线距、走线长度、PCB厚度对天线等效电感值的影响...... ④并联匹配电路 串联匹配电路的设计和仿真分析..... 在现代通信技术中，近场通信（NFC）技术已经成为了不可或缺的一部分。其主要应用包括无接触支付、信息传输和身份认证等，这些应用对无线射频识别（RFID）技术的效率和精确性有着极高的要求。本文将详细探讨在高频结构仿真软件（HFSS）环境下，针对13.56MHz频率的RFID天线及其匹配电路的线圈设计与分析。HFSS是一款广泛应用于电磁场仿真分析的软件，它能够帮助工程师设计出更高效的天线模型，并对设计进行精确的电磁场仿真。 在HFSS软件中创建参数化的线圈天线模型是至关重要的。参数化模型允许设计师根据实际需要调整模型尺寸和形状，以此获得最佳的天线性能。在天线设计中，对线圈的宽度、线间距、走线长度和PCB板的厚度等因素进行调整，都可能对天线的等效电感值、电容值、损耗电阻值和并联谐振电阻值产生显著影响。这些参数的优化对于确保天线在13.56MHz工作频率上能有效地发送和接收信号至关重要。 除了调整线圈的物理结构外，匹配电路的设计也是提高天线性能的关键步骤。匹配电路可以分为并联和串联两种类型。并联匹配电路主要作用是使天线的负载阻抗与发射器或接收器的阻抗相匹配，从而最大程度地减少信号的反射和损耗。而串联匹配电路则通过调整天线的阻抗特性，以适应特定频率范围内的通信需求。设计匹配电路时，需要综合考虑天线的阻抗特性、传输频率以及其他外部因素，如天线所在环境的电磁干扰程度等。 在本文档中，还包含了对线圈设计与天线及其匹配电路的技术分析，这表明作者不仅仅关注天线本身的设计，还关注了线圈在整个电磁系统中的作用与影响。例如，在分析天线时，需要考虑到其在不同材料上的性能差异，以及如何通过电磁仿真来预测和优化天线的性能。此外，文档中还提及了高频电磁仿真分析，这说明了在天线设计过程中，高频信号的处理和仿真分析是不可或缺的环节。 本文档中还包含了一些图片文件和文本文件，这些文件可能进一步提供了关于线圈设计与天线匹配电路的视觉资料和更深入的技术研究。通过这些补充材料，研究人员和工程师可以更好地理解天线设计的过程和原理，以及如何使用HFSS等软件工具进行有效的电磁仿真。 本文涉及了NFC线圈设计、HFSS软件应用、13.56MHz RFID天线参数优化、匹配电路设计等多个方面的知识点。通过对这些知识点的深入探讨，可以帮助设计者更好地理解和实施高效、精确的天线及其匹配电路设计，以适应日益增长的无线通信需求。

### VCO电路的低功耗设计要点 #### 1. VCO的定义和重要性 压控振荡器（VCO）是无线通信和光纤通信系统中的核心组件，特别是在PLL（锁相环）、时钟恢复电路和频率综合器中扮演着至关重要的角色。VCO的主要性能指标包括中心频率、频率调节范围、频率稳定度、电压-频率转换线性度、相位噪声、输出振幅、功耗等。 #### 2. VCO的研究趋势 VCO的研究趋势集中在降低其相位噪声、功耗、频率稳定性和操作电压上。当前，LC谐振网络VCO普遍使用CMOS工艺，并且越来越多的研究者开始关注在CMOS工艺下设计低功耗、低噪声、具有宽频率调谐范围的差分耦合VCO。 #### 3. VCO的基本电路结构 VCO的基本电路结构一般包括振荡器核心、选频谐振网络和反馈网络。LC电路结构在选频谐振网络中设置为有源或无源放大器网络的负载。为了补偿LC谐振网络中的能量损耗，通常需要产生负阻抗。在实际LCVCO中，通过有源器件产生负阻抗来补偿集成电感和可变电容的功率损耗，这种负阻抗可以通过差分对管组成的反馈电路来实现。 #### 4. 负阻差分振荡器的设计 负阻差分振荡器通常由两对互补交叉耦合管对构成，这样的结构可以为电感提供负阻抗。两个PMOS和两个NMOS管分别串联在各自支路，并工作在饱和区。通过尺寸对称优化的NMOS与PMOS管，可以进一步优化电路性能。 #### 5. VCO的起振条件和实现方法 所有振荡器的核心在于某个特定频率上实现正反馈的环路。振荡的条件是满足Barkhausen判据，即振荡条件为放大单元的传递函数乘以正反馈单元的传递函数等于1，并且相位偏移为2π的整数倍。在稳定振荡时，环路增益等于1，但在起振时环路增益必须大于1。 #### 6. 低功耗GHz VCO设计的实例 在文中提供的实例中，设计了一个目标中心振荡频率为2.38GHz的LC压控振荡器。该VCO采用CSMC 0.5um工艺，使用Cadence公司Virtuoso仿真工具，并以片上螺旋电感和MOS管可变电容组成谐振网络。该VCO的功耗低，同时满足DCS-1800标准的相位噪声要求，并有8%的调谐范围。 #### 7. 设计中的技术细节 电路设计中包括电源电压为5V，使用互补交叉耦合对结构来提供负阻抗，确保振荡器可以在低功耗状态下工作。此外，通过使用相位噪声、调谐范围和频率稳定性等参数的分析，证明了设计的VCO电路不仅功耗低，而且具有良好的性能指标。 #### 8. 结论 设计并实现了一款低功耗的GHz频率范围内的VCO电路，该电路采用负阻差分振荡器的基本结构，通过仿真验证了其在保持低功耗的同时，具有良好的频率稳定性和较低的相位噪声。这为未来无线通信系统中低功耗高性能VCO的设计提供了新的思路和技术参考。

在电子工程领域，尤其是无线通信和射频技术中，滤波器是至关重要的组件，用于选择性地允许特定频率范围内的信号通过，而抑制其他频率。本案例关注的是一个中心频率为2.45GHz的微带带通滤波器，采用FR4材料作为基板，设计为平行耦合线结构。这种滤波器的设计和实现涉及到多个关键知识点，接下来我们将详细探讨。 **中心频率2.45GHz** 是滤波器的工作频率，它位于微波频段，常见于Wi-Fi、蓝牙等无线通信系统。设计时需要确保滤波器在此频率具有最高的传输效率和最小的损耗。 **FR4材料** 是一种常见的印制电路板（PCB）材料，具有稳定的介电常数（4.4）和低损耗特性。**介电常数** 决定了信号在介质中的传播速度，而**损耗角正切（tan δ）0.02** 表示信号能量在传播过程中的损失程度。FR4的这些参数使得它成为射频和微波应用的理想选择，特别是对于成本敏感的项目。 **介质板厚度1mm** 对滤波器的性能也有重要影响。厚度决定了电磁场的分布和滤波器的物理尺寸，同时影响着谐振器的品质因数（Q值）。Q值越高，滤波器的选择性越好，但过高的Q值可能导致带宽过窄。 **平行耦合线结构** 是滤波器的一种设计，其中两条平行的微带线互相靠近，通过电场耦合实现信号的传递。这种结构可以实现带通响应，允许特定频率范围内的信号通过。耦合强度可以通过改变线间距、线宽和介质层厚度来调整，从而控制滤波器的带宽和通带特性。 在设计过程中，**ANSYS HFSS** 是一款强大的三维电磁场仿真软件，用于模拟微波器件的行为。2021 R2版本提供了先进的求解器和优化工具，帮助工程师精确预测滤波器的性能，包括S参数、插入损耗、带宽和阻带特性等。 在实际应用中，设计微带带通滤波器还需要考虑以下几点： 1. **阻带性能**：除了通带外，滤波器应有效地阻止不需要的频率信号。 2. **温度稳定性**：由于FR4的介电常数随温度变化，滤波器设计需考虑温度影响。 3. **制造工艺**：实际生产中，必须考虑到PCB的加工精度和误差，以及贴装元件的影响。 这款中心频率为2.45GHz的FR4微带带通滤波器，通过平行耦合线结构实现其功能，是无线通信系统中必不可少的部件。设计时需要综合考虑材料参数、结构参数和仿真工具，以达到理想的滤波效果。

基于0.15 μm栅长GaAs E-PHEMT工艺，设计了一款可应用于X波段和Ku波段的宽带高效率功率放大器。针对二次谐波会明显降低功率放大器效率的问题，采用四分之一波长微带线组成输出端偏置网络，将二次谐波短接到地，有效地提高了功率附加效率；通过分析匹配网络级数对宽带匹配的影响，输出匹配电路采用电容微带线组成的两级电抗网络实现低Q值匹配，拓展了电路的宽带特性。测试结果表明，该放大器在9~15 GHz工作频率内，连续波饱和输出功率大于28 dBm，功率附加效率为35%～45%，功率回退至19 dBm下时，IMD3小于-34 dBc，该MMIC尺寸为2.34 mm*1.25 mm。

通过分析当前智能家居存在的诸如价格高、功能多而不实用等问题，本文进行了室内照明无线遥控系统的研究。采用2．4 GHz无线收发芯片A7105，设计了软硬件电路，以LED模拟照明灯，实现了无线遥控功能，并分析了本系统存在的问题及进一步的发展。最后对于本系统成本进行了分析，指出本系统具有低价位的突出优点，为进一步设计实用的室内照明无线遥控系统提供了可能。若后续研究成功后，定会有广阔的应用前景。

纺织天线的开发是朝着打造智能服装这一目标迈出的重要一步。 在本文中，我们报告了为E波段（约2.45 GHz）设计的基于牛仔裤的圆极化纺织天线。 我们介绍了设计的三种变体以及相应的结果。 该天线包括多层牛仔裤织物作为基底，导电织物作为贴片，其被另一层牛仔裤遮盖，并且接地层由铜箔或另一种导电织物形成。 选择了多层结构以提供更宽的带宽和更好的效率，而天线的上表面又覆盖了一层牛仔裤，以使天线在戴在手臂上时不那么明显，并保护贴片和机械损伤和湿气损坏基材。 所有这三个变体的特点是，在约2.45 GHz的频率下具有约3 dB的良好实现增益，宽的波束宽度和21％或更高的宽带宽，辐射效率约为36％，前后比为5 dB或更好，接地平面仅比贴片大一点。

通过对实际的集成射频模块的选择，以及利用ADS对射频前端的仿真，可以得到系统的一些重要性能指标，通过对这些性能指标进行分析，可以得出设计的射频收发端是可行的，可以满足实际无线通信环境对射频系统的要求。另外，为了能够在实际的应用中使收发前端实现最佳的性能，设计可以对噪声与非线性的影响作进一步的分析，通过分析可以选用更合适的射频模块或对电路进行一些改进，以满足特殊的信道对射频前端的要求。

采用一种基于开关电容阵列（SCA）和电压、电流滤波相结合的电路结构，设计了一个宽调谐范围低相位噪声的互补交叉耦合型LC压控振荡器。利用ADS仿真软件对电路进行仿真，达到了宽调谐、低相位噪声、低功耗的要求。

采用 0.25 μm GaAs pHEMT工艺研制了一款分布式功率放大器，详细介绍了电路设计和优化过程。通过增加低频交流终端,使得该放大器低频段的增益平坦度有明显的改善。仿真结果表明该放大器带宽约为30 GHz，小信号增益约为8.5 dB，1 dB压缩点输出功率约为21 dBm，功率附加效率最高能达到20%以上。