2006年最突出的新微波与射频产品荟萃

随着无线网络的兴起，微波和射频(RF)产业经历了投资与创新的热潮。尽管商业市场需求具有起伏，但这个市场推动了RF元器件和相关设计、测试技术的繁荣发展。与此同时，RF行业仍继续保持满足军事需求的传统。近年来，全球频繁的军事活动也促进了RF技术的发展。这些不断涌现商用和军用需求，促进了一系列优秀的RF和微波新产品的问世。为表彰这些技术创新，《Microwaves & RF》的编辑们评选出了“2006年最热门的微波与射频产品”(见表)。本文将逐一为读者呈现这些热门的微波和射频产品/技术的独特性能。
1．Micro Lambda Wireless公司基于SiGe工艺的YIG振荡器

Micro Lambda Wireless公司于2006年年初推出了基于硅锗(SiGe)工艺的钇铁石榴石(YIG)振荡器。YIG振荡器多用于要求相位噪声低、调制带宽宽和调谐速度适当的设计中。然而，通过将低噪声技术、SiGe、异质结双极型晶体管(HBT)有源器件与YIG技术相结合，Micro Lambda公司成功地研制出具有更低相位噪声的振荡器。该公司目前已推出频率范围为6到20 GHz的几种YIG调谐振荡器系列，它们在8～18GHz载波100kHz偏移处的典型相位噪声为-130dBc/Hz。

这些产品系列包括1.25英寸的正方体振荡MLXB-Extreme、1.75英寸的球形振荡器MLXS-Extreme，以及1英寸的正方体振荡器MLXM-Extreme。其中，MLXS-Extreme系列又包括频率范围分别为6～18GHz、8～18GHz以及8～20 GHz三种型号，它们在载波10kHz偏移处的相位噪声为-100dBc/Hz，在载波100kHz偏移处的相位噪声为-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)振荡器被设计用来替代YIG振荡器。尽管YIG振荡器具有良好的宽带、低噪声、高频性能，但它们的功耗和体积很大，而且在电磁空气间隙中对YIG进行球形贴装也不利于与集成电路进行集成。此外，YIG振荡器也存在温度漂移、振动、电磁干扰(EMI)等问题。DCYR振荡器可确保在整个宽带调谐范围内，具有与最好的YIG振荡器相媲美的相位噪声性能，而且体积和功耗更小。

DCYR振荡器还承诺提供比YIG振荡器更快的调谐速度。频率范围为250～6,000MHz的压控振荡器(VCO)，在250～1,000MHz载波100kHz偏移处的典型测量相位噪声为132dBc/Hz。该振荡器的拓扑结构基于多耦合的慢波(MCSW)平面谐振器，这种技术可以在很小的封装内支持多倍频程调谐，此外还与IC生产工艺相兼容。通过动态地优化平面、多耦合网络分布式媒介的阻抗传输函数和耦合因数，这种拓扑结构能大幅减少相位噪声。

3. MITEQ公司的TSM系列表面贴放大器

像振荡器一样，放大器也是许多RF和微波应用的主要器件。MITEQ公司的表面贴放大器是入围的两款放大器中的一款。通常，在应用中增加一个放大器需要在尺寸和集成难度之间进行折衷。连接放大器易于使用，但其封装尺寸较大；但在电路或系统中增加更小的芯片导线放大器则需要更多的设计时间。为同时获得这两种放大器的优势，TSM系列表面贴放大器具有0.1～40.0GHz的频带范围。这些放大器仅有0.52×0.44×0.14英寸大小，实际工作频率高达45GHz(图1)。如果采用正确的表面贴技术，这些宽带放大器的增益平稳度将超过体积大、级联的连接放大器。TSM系列表面贴放大器包括五个标准型号，其中，TSM1800型放大器的频率范围为100MHz～18GHz，具有22dB的增益、±2.5dB的增益平稳度和3dB的低噪声指数。该放大器可在1dB压缩点上提供+10dBm的输出功率，输入/输出VSWR为2.50:1，并从+15V直流电源吸收175mA电流。

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

Hittite Microwave公司的采样/保持(H/T)放大器HMC660LC4B具有非常好的线性度和足够的带宽，能在数据采集应用中支持高速模数转换器(ADC)。作为宽带T/H放大器系列的第一款产品，它允许设计工程师在4.5GHz输入带宽内直接采样满量程、1V峰峰值的信号。由于基于SiGe BiCMOS技术，HMC660LC4B对于DC～4GHz的输入信号和2GHz的时钟信号，具有9b的T/H模式线性度。该放大器可以与高速ADC一起工作，以简化数字接收器中的下变频信号路径。HMC66OLC4B的带宽很宽，工作频率很高，允许设计工程师将它用在更高的中频(IF)应用中，且消除了对混频器、带通滤波器、放大器和本地振荡器(LO)的需求。该器件的独特之处在于它的设计拓扑。这种设计拓扑可显著改善在宽带、线性度和采样模式馈通之间的折衷，并同时解决了对输入信号电平敏感的问题(这个问题在其它商用T/H电路中很常见。)

5．Toshiba公司的X频带GaN场效应管

对放大器而言，晶体管的功率越高意味着输出给定功率所需的输出级的数量越少、组合级的数量越少(功率组合所带来的功率损失少)、尺寸以及复杂度越小(固有可靠性更高)。此外，必须放大器采用审慎的热设计，特别是当单个器件具有与Toshiba(东芝)美国电子元器件公司生产的X频带(8～12GHz)氮化镓(GaN)场效应管(FET)同样大的输出功率时。这个FET在9.5GHz下具有81.3W的输出功率，这是至今报道的这类器件在这一频率上的最高输出功率。东芝还提供用于WiMAX和手机应用的样片和少量50W GaN器件。该公司目前已针对X频带性能，对晶体管的外延层以及器件结构进行了优化。该器件的功率密度据称大约是相等频率砷化镓(GaAs)FET的6倍，它在高频高功率下具有高电子迁移率晶体管(HEMT)结构。为获得更好性能，该公司还优化了铝镓氮(AlGaN)和GaN层的组成和厚度。

6．NXP公司的500W LDMOS晶体管BLF369

NXP公司LDMOS晶体管BLF369非常适用于高频/甚高频(HF/VHF)广播和超高频(UHF)雷达市场，可提供从HF到500MHz的500W连续波(CW)输出功率。为满足预期应用需求，它尺寸也很小。这个未经匹配的晶体管在测试前针对UHF应用进行了优化。在440MHz频段下，该器件在100～500MHz整个范围内的增益一般为12dB，输出功率为500W。测试条件包括：双漏极电源为+32V DC、每个电源输出500mA静态电流。在同样的偏置条件和功率斜坡上升速率下测量吸收电流和效率，可得到：在440MHz频段下，当输出功率为100W时，吸收电流大约为2.7A；当输出功率为500W时，漏极效率大于40%。

7．Mini Circuits公司的SIM系列LTCC混频器

来自Mini Circuits公司的SIM系列低温共烧陶瓷(LTCC)混频器同样强调小尺寸。LTCC器件的尺寸比传统集总器件或微带器件的尺寸要小得多。通过结合LTCC与先进半导体技术，这些宽带混频器覆盖从750MHz到15GHz的带宽。如此宽的频率范围使其适合于许多应用。例如，SIM 153+ LTCC双平衡混频器可用作上变频器和下变频器，这样，它适用于广泛的商业和军事应用。SIM 153+ 混频器的尺寸仅为0.2×0.18×0.08英寸，比商用以及基于二极管的混频器小很多(图2)。与某些半导体混频器不同，该器件是无源的。此外，它不要求偏置电源，并对静电放电(ESD)不敏感。该器件的RF工作频率范围为3.4～15.0GHz，中频(IF)范围为DC～4.5GHz。

8．BitWave Semiconductor公司的软件定义收发器

来自BitWave Semiconductor公司的软件定义收发器RF IC可以在软件控制下调节信道带宽和线性度等性能参数。由于具有这种RF IC架构，并采用了该公司的专利控制软件，这款芯片几乎支持全部的无线空中接口标准。它完全支持UMTS的第三代(3G)手机标准，以及IS-95B、1xRTT、EV-DO和IEEE 802.11b/g WLAN，同时还部分支持蓝牙、WiMAX和WiBro等短距无线标准，以及GPS等定位服务标准。因为该IC采用标准0.13?m数字CMOS工艺，所以可在一个芯片上集成RF/IF、混合信号和数字器件。它的总带宽为700～4,200MHz。

9．Aglient公司N9020A型MXA信号分析仪

测试测量产品对从元器件到IC等产品的设计而言非常重要。为突出测试产品在微波与射频领域的重要作用，有五个公司的测试及测量产品被选为“2006年最热门的微波与射频”产品。

Aglient公司MXA信号分析仪平台非常适用于测量支持当前主流和新兴标准的无线通信器件。尽管该仪器的目标是提供快速而精确的产品测试，但它们也可以用作通用、航空航天以及国防应用的研究和设计工具。N9020A型MXA是一款中档信号和频谱分析仪，具有高性能和高速度特性，它的四种版本的频率范围分别是20Hz～3.6/8.4/13.6/26.5GHz。N5181A MXG模拟信号发生器的三个版本的频率范围分别为250kHz～1/3/6GHz。GN5182A型MXG矢量信号发生器在两个不同版本中都具有很宽的调制带宽，频率范围分别为50kHz～3/6GHz。此外，Aglient公司还开发了E6601A型无线通信测试仪，以对这些频谱分析仪进行补充。E6601A型无线通信测试仪包括一个运行在开放Microsoft Windows XP操作系统上的集成PC内核。它号称比其他无线产品测试仪器快30%，定位用于生产环境中手机的校准。

10. Anritsu公司的经济型MS2717A频谱分析仪

Anritsu公司的MS2717A型频谱分析仪也可用于很多无线应用，其频率范围为100kHz～7.1GHz。但它具有不同的应用目标，即成为适合大多数应用的经济型频谱分析仪。MS2717A的价格低于12，000美元，且体积非常小，仅为242×372×339mm。MS2717A提供10Hz～3MHz的3dB分辨率带宽滤波器，以及1Hz～3MHz的视频带宽滤波器。8MHz宽的瞬时(解调)带宽支持几种可简化WCDMA/HSDPA测量的选项。该仪器具有1Hz的频率分辨率，其它特性包括典型动态范围为100dB、三阶截点为+29dBm。它在6GHz载波10kHz偏移处的典型相位噪声为-110dBc/Hz。

11. Tektronix公司的RSA61000系列实时频谱分析仪

为处理现代雷达和通信系统中日益复杂的信号，现代频谱分析仪正变得越来越像示波器。Tektronix公司的9kHz～6.2GHz RSA6106A型频谱分析仪和9kHz～14GHz RSA6114A型频谱分析仪具有先进的触发能力。这些产品还能在实现无杂散动态范围为73dB的同时，提供100MHz的瞬时捕获带宽。该仪器采用了10.4英寸XGA触摸显示屏和DPX波形图像处理器技术，因此可以提供比传统的扫描调谐频谱分析仪快1,000多倍的实时RF频谱显示。通过采用并行处理架构，DPX技术可不断地将时域信息转换为频域信息，这样，每秒钟可处理超过48,000个频谱测量。

12．Rohde & Schwarz公司的FSUP信号源分析仪

Rohde & Schwarz公司的FSUP信号源分析仪超越了传统频谱分析仪的概念，它集成了相位噪声测试仪的功能。这些分析仪具有工作频率为10MHz～8.0GHz、10MHz～26.5GHz或10 MHz～50 MHz的不同型号。它们有两种不同的测量模式，可用作频谱分析以或信号源分析仪。此外，这个振荡器测试工具可以对可调谐振荡器进行广泛测量。它的动态范围可由-160dBm的显示平均噪声水平(DANL)和+25dBm的三阶截取点来定义。另外，该分析仪还集成了低噪声内部参考源。这个参考源在1GHz载波10kHz偏移处的相位噪声为-134 dBc/Hz，而在同一载波10MHz偏移处的相位噪声为-170dBc/Hz。

13．Keithley Instruments公司的2910型RF矢量信号发生器

Keithley Instruments公司的2910型RF矢量信号发生器的频率范围为400～2,500MHz，定位于许多现代无线频带应用。此外，它所具有的软件定义无线电(SDR)架构甚至允许在最宽的调制带宽上创建最复杂的波形。尽管2910型RF矢量信号发生器的功能与RF信号发生器以及独立、高性能的调制信号源类似，但它的结构非常紧凑，采用了小型、半机架式仪器外壳。在信号发生能力方面，它可为大多数CW幅值范围为-120～+13dBm、幅值精度至少为±0.5dB(典型值为±0.3dB)的信号提供小于1ms的转换时间。另外，它通常能在3 ms以内稳定在新的电平上。但是，该产品最突出的是它的调制能力，其调制功能基于具有64 MSamples采样速率(256 MB内存)的任意波形发生器。当采用内部信号源时，2910型具有40MHz的调制带宽，但通过采用外部信号源和该产品的同相(I)/正交(Q)输入连接器，其调制带宽可以增加到100MHz。