2006年最突出的新微波與射頻產(chǎn)品薈萃

隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的興起，微波和射頻(RF)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了投資與創(chuàng)新的熱潮。盡管商業(yè)市場(chǎng)需求具有起伏，但這個(gè)市場(chǎng)推動(dòng)了RF元器件和相關(guān)設(shè)計(jì)、測(cè)試技術(shù)的繁榮發(fā)展。與此同時(shí)，RF行業(yè)仍繼續(xù)保持滿足軍事需求的傳統(tǒng)。近年來(lái)，全球頻繁的軍事活動(dòng)也促進(jìn)了RF技術(shù)的發(fā)展。這些不斷涌現(xiàn)商用和軍用需求，促進(jìn)了一系列優(yōu)秀的RF和微波新產(chǎn)品的問(wèn)世。為表彰這些技術(shù)創(chuàng)新，《Microwaves & RF》的編輯們?cè)u(píng)選出了“2006年最熱門(mén)的微波與射頻產(chǎn)品”(見(jiàn)表)。本文將逐一為讀者呈現(xiàn)這些熱門(mén)的微波和射頻產(chǎn)品/技術(shù)的獨(dú)特性能。
1．Micro Lambda Wireless公司基于SiGe工藝的YIG振蕩器

Micro Lambda Wireless公司于2006年年初推出了基于硅鍺(SiGe)工藝的釔鐵石榴石(YIG)振蕩器。YIG振蕩器多用于要求相位噪聲低、調(diào)制帶寬寬和調(diào)諧速度適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)中。然而，通過(guò)將低噪聲技術(shù)、SiGe、異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(HBT)有源器件與YIG技術(shù)相結(jié)合，Micro Lambda公司成功地研制出具有更低相位噪聲的振蕩器。該公司目前已推出頻率范圍為6到20 GHz的幾種YIG調(diào)諧振蕩器系列，它們?cè)?～18GHz載波100kHz偏移處的典型相位噪聲為-130dBc/Hz。

這些產(chǎn)品系列包括1.25英寸的正方體振蕩MLXB-Extreme、1.75英寸的球形振蕩器MLXS-Extreme，以及1英寸的正方體振蕩器MLXM-Extreme。其中，MLXS-Extreme系列又包括頻率范圍分別為6～18GHz、8～18GHz以及8～20 GHz三種型號(hào)，它們?cè)谳d波10kHz偏移處的相位噪聲為-100dBc/Hz，在載波100kHz偏移處的相位噪聲為-123dBc/Hz。

2．Synergy Microwave公司的DCYR系列分布式耦合VCO

Synergy Microwave公司的分布式耦合YIG替代型(DCYR)振蕩器被設(shè)計(jì)用來(lái)替代YIG振蕩器。盡管YIG振蕩器具有良好的寬帶、低噪聲、高頻性能，但它們的功耗和體積很大，而且在電磁空氣間隙中對(duì)YIG進(jìn)行球形貼裝也不利于與集成電路進(jìn)行集成。此外，YIG振蕩器也存在溫度漂移、振動(dòng)、電磁干擾(EMI)等問(wèn)題。DCYR振蕩器可確保在整個(gè)寬帶調(diào)諧范圍內(nèi)，具有與最好的YIG振蕩器相媲美的相位噪聲性能，而且體積和功耗更小。

DCYR振蕩器還承諾提供比YIG振蕩器更快的調(diào)諧速度。頻率范圍為250～6,000MHz的壓控振蕩器(VCO)，在250～1,000MHz載波100kHz偏移處的典型測(cè)量相位噪聲為132dBc/Hz。該振蕩器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基于多耦合的慢波(MCSW)平面諧振器，這種技術(shù)可以在很小的封裝內(nèi)支持多倍頻程調(diào)諧，此外還與IC生產(chǎn)工藝相兼容。通過(guò)動(dòng)態(tài)地優(yōu)化平面、多耦合網(wǎng)絡(luò)分布式媒介的阻抗傳輸函數(shù)和耦合因數(shù)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能大幅減少相位噪聲。

3. MITEQ公司的TSM系列表面貼放大器

像振蕩器一樣，放大器也是許多RF和微波應(yīng)用的主要器件。MITEQ公司的表面貼放大器是入圍的兩款放大器中的一款。通常，在應(yīng)用中增加一個(gè)放大器需要在尺寸和集成難度之間進(jìn)行折衷。連接放大器易于使用，但其封裝尺寸較大；但在電路或系統(tǒng)中增加更小的芯片導(dǎo)線放大器則需要更多的設(shè)計(jì)時(shí)間。為同時(shí)獲得這兩種放大器的優(yōu)勢(shì)，TSM系列表面貼放大器具有0.1～40.0GHz的頻帶范圍。這些放大器僅有0.52×0.44×0.14英寸大小，實(shí)際工作頻率高達(dá)45GHz(圖1)。如果采用正確的表面貼技術(shù)，這些寬帶放大器的增益平穩(wěn)度將超過(guò)體積大、級(jí)聯(lián)的連接放大器。TSM系列表面貼放大器包括五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，其中，TSM1800型放大器的頻率范圍為100MHz～18GHz，具有22dB的增益、±2.5dB的增益平穩(wěn)度和3dB的低噪聲指數(shù)。該放大器可在1dB壓縮點(diǎn)上提供+10dBm的輸出功率，輸入/輸出VSWR為2.50:1，并從+15V直流電源吸收175mA電流。

4. Hittite Microwave公司的4.5GHz采樣/保持放大器HMC66OLC4B

Hittite Microwave公司的采樣/保持(H/T)放大器HMC660LC4B具有非常好的線性度和足夠的帶寬，能在數(shù)據(jù)采集應(yīng)用中支持高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。作為寬帶T/H放大器系列的第一款產(chǎn)品，它允許設(shè)計(jì)工程師在4.5GHz輸入帶寬內(nèi)直接采樣滿量程、1V峰峰值的信號(hào)。由于基于SiGe BiCMOS技術(shù)，HMC660LC4B對(duì)于DC～4GHz的輸入信號(hào)和2GHz的時(shí)鐘信號(hào)，具有9b的T/H模式線性度。該放大器可以與高速ADC一起工作，以簡(jiǎn)化數(shù)字接收器中的下變頻信號(hào)路徑。HMC66OLC4B的帶寬很寬，工作頻率很高，允許設(shè)計(jì)工程師將它用在更高的中頻(IF)應(yīng)用中，且消除了對(duì)混頻器、帶通濾波器、放大器和本地振蕩器(LO)的需求。該器件的獨(dú)特之處在于它的設(shè)計(jì)拓?fù)?。這種設(shè)計(jì)拓?fù)淇娠@著改善在寬帶、線性度和采樣模式饋通之間的折衷，并同時(shí)解決了對(duì)輸入信號(hào)電平敏感的問(wèn)題(這個(gè)問(wèn)題在其它商用T/H電路中很常見(jiàn)。)

5．Toshiba公司的X頻帶GaN場(chǎng)效應(yīng)管

對(duì)放大器而言，晶體管的功率越高意味著輸出給定功率所需的輸出級(jí)的數(shù)量越少、組合級(jí)的數(shù)量越少(功率組合所帶來(lái)的功率損失少)、尺寸以及復(fù)雜度越小(固有可靠性更高)。此外，必須放大器采用審慎的熱設(shè)計(jì)，特別是當(dāng)單個(gè)器件具有與Toshiba(東芝)美國(guó)電子元器件公司生產(chǎn)的X頻帶(8～12GHz)氮化鎵(GaN)場(chǎng)效應(yīng)管(FET)同樣大的輸出功率時(shí)。這個(gè)FET在9.5GHz下具有81.3W的輸出功率，這是至今報(bào)道的這類器件在這一頻率上的最高輸出功率。東芝還提供用于WiMAX和手機(jī)應(yīng)用的樣片和少量50W GaN器件。該公司目前已針對(duì)X頻帶性能，對(duì)晶體管的外延層以及器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。該器件的功率密度據(jù)稱大約是相等頻率砷化鎵(GaAs)FET的6倍，它在高頻高功率下具有高電子遷移率晶體管(HEMT)結(jié)構(gòu)。為獲得更好性能，該公司還優(yōu)化了鋁鎵氮(AlGaN)和GaN層的組成和厚度。

6．NXP公司的500W LDMOS晶體管BLF369

NXP公司LDMOS晶體管BLF369非常適用于高頻/甚高頻(HF/VHF)廣播和超高頻(UHF)雷達(dá)市場(chǎng)，可提供從HF到500MHz的500W連續(xù)波(CW)輸出功率。為滿足預(yù)期應(yīng)用需求，它尺寸也很小。這個(gè)未經(jīng)匹配的晶體管在測(cè)試前針對(duì)UHF應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。在440MHz頻段下，該器件在100～500MHz整個(gè)范圍內(nèi)的增益一般為12dB，輸出功率為500W。測(cè)試條件包括：雙漏極電源為+32V DC、每個(gè)電源輸出500mA靜態(tài)電流。在同樣的偏置條件和功率斜坡上升速率下測(cè)量吸收電流和效率，可得到：在440MHz頻段下，當(dāng)輸出功率為100W時(shí)，吸收電流大約為2.7A；當(dāng)輸出功率為500W時(shí)，漏極效率大于40%。

7．Mini Circuits公司的SIM系列LTCC混頻器

來(lái)自Mini Circuits公司的SIM系列低溫共燒陶瓷(LTCC)混頻器同樣強(qiáng)調(diào)小尺寸。LTCC器件的尺寸比傳統(tǒng)集總器件或微帶器件的尺寸要小得多。通過(guò)結(jié)合LTCC與先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)，這些寬帶混頻器覆蓋從750MHz到15GHz的帶寬。如此寬的頻率范圍使其適合于許多應(yīng)用。例如，SIM 153+ LTCC雙平衡混頻器可用作上變頻器和下變頻器，這樣，它適用于廣泛的商業(yè)和軍事應(yīng)用。SIM 153+ 混頻器的尺寸僅為0.2×0.18×0.08英寸，比商用以及基于二極管的混頻器小很多(圖2)。與某些半導(dǎo)體混頻器不同，該器件是無(wú)源的。此外，它不要求偏置電源，并對(duì)靜電放電(ESD)不敏感。該器件的RF工作頻率范圍為3.4～15.0GHz，中頻(IF)范圍為DC～4.5GHz。

8．BitWave Semiconductor公司的軟件定義收發(fā)器

來(lái)自BitWave Semiconductor公司的軟件定義收發(fā)器RF IC可以在軟件控制下調(diào)節(jié)信道帶寬和線性度等性能參數(shù)。由于具有這種RF IC架構(gòu)，并采用了該公司的專利控制軟件，這款芯片幾乎支持全部的無(wú)線空中接口標(biāo)準(zhǔn)。它完全支持UMTS的第三代(3G)手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，以及IS-95B、1xRTT、EV-DO和IEEE 802.11b/g WLAN，同時(shí)還部分支持藍(lán)牙、WiMAX和WiBro等短距無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，以及GPS等定位服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)樵揑C采用標(biāo)準(zhǔn)0.13?m數(shù)字CMOS工藝，所以可在一個(gè)芯片上集成RF/IF、混合信號(hào)和數(shù)字器件。它的總帶寬為700～4,200MHz。

9．Aglient公司N9020A型MXA信號(hào)分析儀

測(cè)試測(cè)量產(chǎn)品對(duì)從元器件到IC等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)而言非常重要。為突出測(cè)試產(chǎn)品在微波與射頻領(lǐng)域的重要作用，有五個(gè)公司的測(cè)試及測(cè)量產(chǎn)品被選為“2006年最熱門(mén)的微波與射頻”產(chǎn)品。

Aglient公司MXA信號(hào)分析儀平臺(tái)非常適用于測(cè)量支持當(dāng)前主流和新興標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線通信器件。盡管該儀器的目標(biāo)是提供快速而精確的產(chǎn)品測(cè)試，但它們也可以用作通用、航空航天以及國(guó)防應(yīng)用的研究和設(shè)計(jì)工具。N9020A型MXA是一款中檔信號(hào)和頻譜分析儀，具有高性能和高速度特性，它的四種版本的頻率范圍分別是20Hz～3.6/8.4/13.6/26.5GHz。N5181A MXG模擬信號(hào)發(fā)生器的三個(gè)版本的頻率范圍分別為250kHz～1/3/6GHz。GN5182A型MXG矢量信號(hào)發(fā)生器在兩個(gè)不同版本中都具有很寬的調(diào)制帶寬，頻率范圍分別為50kHz～3/6GHz。此外，Aglient公司還開(kāi)發(fā)了E6601A型無(wú)線通信測(cè)試儀，以對(duì)這些頻譜分析儀進(jìn)行補(bǔ)充。E6601A型無(wú)線通信測(cè)試儀包括一個(gè)運(yùn)行在開(kāi)放Microsoft Windows XP操作系統(tǒng)上的集成PC內(nèi)核。它號(hào)稱比其他無(wú)線產(chǎn)品測(cè)試儀器快30%，定位用于生產(chǎn)環(huán)境中手機(jī)的校準(zhǔn)。

10. Anritsu公司的經(jīng)濟(jì)型MS2717A頻譜分析儀

Anritsu公司的MS2717A型頻譜分析儀也可用于很多無(wú)線應(yīng)用，其頻率范圍為100kHz～7.1GHz。但它具有不同的應(yīng)用目標(biāo)，即成為適合大多數(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)型頻譜分析儀。MS2717A的價(jià)格低于12，000美元，且體積非常小，僅為242×372×339mm。MS2717A提供10Hz～3MHz的3dB分辨率帶寬濾波器，以及1Hz～3MHz的視頻帶寬濾波器。8MHz寬的瞬時(shí)(解調(diào))帶寬支持幾種可簡(jiǎn)化WCDMA/HSDPA測(cè)量的選項(xiàng)。該儀器具有1Hz的頻率分辨率，其它特性包括典型動(dòng)態(tài)范圍為100dB、三階截點(diǎn)為+29dBm。它在6GHz載波10kHz偏移處的典型相位噪聲為-110dBc/Hz。

11. Tektronix公司的RSA61000系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀

為處理現(xiàn)代雷達(dá)和通信系統(tǒng)中日益復(fù)雜的信號(hào)，現(xiàn)代頻譜分析儀正變得越來(lái)越像示波器。Tektronix公司的9kHz～6.2GHz RSA6106A型頻譜分析儀和9kHz～14GHz RSA6114A型頻譜分析儀具有先進(jìn)的觸發(fā)能力。這些產(chǎn)品還能在實(shí)現(xiàn)無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍為73dB的同時(shí)，提供100MHz的瞬時(shí)捕獲帶寬。該儀器采用了10.4英寸XGA觸摸顯示屏和DPX波形圖像處理器技術(shù)，因此可以提供比傳統(tǒng)的掃描調(diào)諧頻譜分析儀快1,000多倍的實(shí)時(shí)RF頻譜顯示。通過(guò)采用并行處理架構(gòu)，DPX技術(shù)可不斷地將時(shí)域信息轉(zhuǎn)換為頻域信息，這樣，每秒鐘可處理超過(guò)48,000個(gè)頻譜測(cè)量。

12．Rohde & Schwarz公司的FSUP信號(hào)源分析儀

Rohde & Schwarz公司的FSUP信號(hào)源分析儀超越了傳統(tǒng)頻譜分析儀的概念，它集成了相位噪聲測(cè)試儀的功能。這些分析儀具有工作頻率為10MHz～8.0GHz、10MHz～26.5GHz或10 MHz～50 MHz的不同型號(hào)。它們有兩種不同的測(cè)量模式，可用作頻譜分析以或信號(hào)源分析儀。此外，這個(gè)振蕩器測(cè)試工具可以對(duì)可調(diào)諧振蕩器進(jìn)行廣泛測(cè)量。它的動(dòng)態(tài)范圍可由-160dBm的顯示平均噪聲水平(DANL)和+25dBm的三階截取點(diǎn)來(lái)定義。另外，該分析儀還集成了低噪聲內(nèi)部參考源。這個(gè)參考源在1GHz載波10kHz偏移處的相位噪聲為-134 dBc/Hz，而在同一載波10MHz偏移處的相位噪聲為-170dBc/Hz。

13．Keithley Instruments公司的2910型RF矢量信號(hào)發(fā)生器

Keithley Instruments公司的2910型RF矢量信號(hào)發(fā)生器的頻率范圍為400～2,500MHz，定位于許多現(xiàn)代無(wú)線頻帶應(yīng)用。此外，它所具有的軟件定義無(wú)線電(SDR)架構(gòu)甚至允許在最寬的調(diào)制帶寬上創(chuàng)建最復(fù)雜的波形。盡管2910型RF矢量信號(hào)發(fā)生器的功能與RF信號(hào)發(fā)生器以及獨(dú)立、高性能的調(diào)制信號(hào)源類似，但它的結(jié)構(gòu)非常緊湊，采用了小型、半機(jī)架式儀器外殼。在信號(hào)發(fā)生能力方面，它可為大多數(shù)CW幅值范圍為-120～+13dBm、幅值精度至少為±0.5dB(典型值為±0.3dB)的信號(hào)提供小于1ms的轉(zhuǎn)換時(shí)間。另外，它通常能在3 ms以內(nèi)穩(wěn)定在新的電平上。但是，該產(chǎn)品最突出的是它的調(diào)制能力，其調(diào)制功能基于具有64 MSamples采樣速率(256 MB內(nèi)存)的任意波形發(fā)生器。當(dāng)采用內(nèi)部信號(hào)源時(shí)，2910型具有40MHz的調(diào)制帶寬，但通過(guò)采用外部信號(hào)源和該產(chǎn)品的同相(I)/正交(Q)輸入連接器，其調(diào)制帶寬可以增加到100MHz。