基于018 μm CMOS工艺设计了一种用于WBAN 402~405 MHz频段具有低功耗全数字锁频和灵敏度校准功能的超再生收发机。采用具有噪声抵消技术的巴伦低噪声放大器, 以减少无源匹配器件数量和适应低压工作; 超再生数控振荡器采用数字控制电容阵列实现频率调谐, 以消除猝灭操作期间振荡器的频率漂移; 采用全数字锁频环替代频率综合器, 以降低传感器节点的功耗; 灵敏度校准环路与自动幅度控制环路共享组件, 以减小校准误差, 并能够在不中断接收状态的情况下动态校准接收机灵敏度。仿真结果表明, 在1 V电源电压下, 接收机灵敏度为-90 dBm, 功耗为189 mW, 其中全数字锁频环功耗为78 μW; 发射机功耗为196 mW, 效率为28%。

该文设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC）技术的小型化超宽带巴伦(Balun)滤波器。该巴伦滤波器由一个五阶带通滤波器和基于Marchand巴伦改进型巴伦级联组成, 带通滤波器采用耦合谐振式的设计方法, 设计成宽带高抑制巴伦滤波器, 在二阶、三阶和四阶谐振之间创新采用电感级联的拓扑结构, 使相对带宽在48%以上。巴伦输入与输出之间的耦合采用一种并联堆叠式耦合螺旋传输线, 增强了传输线之间的耦合, 并拓宽了巴伦的带宽。结果表明, 该巴伦滤波器通带为1.71~2.76 GHz, 插损均小于2.3 dB; 在50~669 MHz, 抑制大于35 dB; 在669~1 245 MHz, 抑制大于17 dB; 在3 205~3 400 MHz, 抑制大于27 dB; 在3 400~6 000 MHz, 抑制均大于30 dB。两个输出端口信号的相位差和幅度差分别为180°±15°(1 710~2 340 MHz)、180°±10°(2 500~2 760 MHz)和±1.0 dB, 具有较高的通用性和良好的应用市场。

采用55 nm标准CMOS工艺，设计并流片实现了一种应用于Wi-Fi 6(5 GHz)频段的宽带全集成CMOS低噪声放大器(LNA)芯片，包括源极退化共源共栅放大器、负载Balun及增益切换单元。在该设计中，所有电感均为片上实现；采用Balun负载，实现信号的单端转差分输出；具备高低增益模式，以满足输入信号动态范围要求。测试结果表明，在高增益模式下该放大器的最大电压增益为20.2 dB，最小噪声系数为2.2 dB；在低增益模式下该放大器的最大电压增益为15 dB，最大输入1 dB压缩点为-3.2 dBm。芯片核心面积为0.28 mm2，静态功耗为10.2 mW。

针对传统三倍频器输出功率和匹配性能差的问题, 基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺, 提出一种用滤波器作为匹配电路的三倍频器。该三倍频器输出匹配性能好、功率损耗小, 提高了三次谐波的输出功率。对晶体管静态特性进行分析, 进一步提升输出功率。流片后的实测结果表明, 在31.5~36 GHz输出频率范围内, 输入功率为0 dBm时, 最大输出功率为-6.2 dBm, 基波抑制比大于12.35 dBc, 二次谐波抑制比大于8.2 dBc。三倍频器的电源电压为1.8 V, 直流功耗为36.9 mW。核心电路面积为0.35 mm2。

介绍了一种工作在60 GHz频率的具有输出端口间高隔离和全端口匹配特性的小型化变压器巴伦芯片，该芯片采用0.18-μm锗硅BiCMOS工艺设计并加工。通过在60 GHz变压器巴伦的输出端口之间引入隔离电路，提高巴伦的隔离度性能并改善输出端口匹配性能；在此基础上，提出了一种基于左手材料传输线的隔离电路，能大大改善传统隔离电路中分布式传输线尺寸大的问题；为了进一步实现巴伦的小型化，在设计中采用了负载电容补偿技术，同时能改善变压器巴伦输入端口的匹配性能。设计的巴伦芯片经过电磁场仿真，其结果与在片测试结果有较高的一致性，验证了提出的设计方法，设计的巴伦芯片具有全端口匹配和输出端口间高隔离度的特性。基于实测结果，在60 GHz频率处，设计的巴伦芯片实现了超过25 dB的输出端口隔离度和优于18 dB的输出端口回波损耗，且占用尺寸极小，仅为0.022 mm²。

基于Valentine天线的辐射原理，设计出可发射峰值电压610 kV、频谱范围0.2~2 GHz高功率脉冲的超宽带天线。利用油作为绝缘介质过渡巴伦可使天线直接加载于50 Ω的同轴波导上；通过优化填充介质及天线拓扑结构提高了耐压能力及辐射特性。仿真结果表明，设计的天线具有低反射、宽频带、高增益和高耐压强度等优点。

太赫兹倍频器是实现太赫兹源的重要途径之一。基于线性叠加技术，研制了0.38 THz单级无源四倍频单片。采用平面环形巴伦与正交混合网络级联的方式，设计了四路移相功分结构，通过零电长度合成，实现了单级四倍频，同时基波和其他无用谐波得到了很好的抑制。设计中先对无源结构进行三维电磁场仿真，然后与有源部分联合仿真优化，在370~410 GHz 频率范围内，变频损耗小于25 dB。

设计了一种高功率共面馈电脉冲辐射天线。该天线馈源采用双组电大尺寸共面极板馈臂，将馈电点置于焦点处，与直径2.1 m的抛物反射面相配合，实现超宽谱短脉冲的有效定向辐射。提出了一种由同轴输入到4端输出的高功率馈电巴伦，解决了高功率情况下同轴线到4馈臂共面馈电问题。对所设计天线进行测试实验，结果表明: 在馈电脉冲宽度为450 ps、峰值电压为142 kV时，辐射因子达到800 kV。

针对大型抛物反射面天线中的高功率超宽带馈源,提出一种恒阻抗不平衡-平衡转换结构(巴伦)加切比雪夫渐变线TEM喇叭的馈源设计方法,采用数值模拟研究了其阻抗特性、传输特性与辐射特性,并进行了测试实验。结果表明：该种馈源结构在较小的体积下具有低反射、高带宽和高馈电效率的优点。该馈源已成功应用于大型高功率抛物反射面天线。

提出了一种基于三导体耦合线结构的毫米波Marchand巴伦的新型宽带模型.基于c模和π模理论，对三导体耦合线进行了分析并采用传输线和理想变压器对其建立了模型.通过电磁场仿真提取了模型参数并使用该耦合线模型建立了Marchand巴伦的模型.基于该模型，使用GaAs工艺设计了一种毫米波Marchand巴伦并进行了流片制造，所设计的巴伦工作在15~55 GHz频率范围，测试结果表明该巴伦具有较好的幅值和相位平衡度，同时验证了模型的准确性.