新型三维立体集成接收模块设计与实现

讨论了不同种三维集成技术设计方法,利用LGA结构方式设计上下基板间垂直互连,通过垂直过孔与地平面之间寄生参数的优化,达到高频宽带匹配。设计两通道X波段接收模块,将上述垂直互连结构运用到该模块结构设计中,减小模块体积。该接收模块接收增益大于31dB,噪声系数小于3.5dB,移相精度小于4°,体积仅为24mm×15mm×8mm,封装效率达到100%。     

基于带状线的X波段四通道T/R组件研制

基于带状线的结构特点,利用LTCC多层基板结构优势,设计了一款X波段四通道的T/R组件。该组件仅使用带状线传输线方式进行微波信号传输,避免了微波信号多层基板间过渡结构带来的损耗与畸变,同时结合LTCC走线特点、腔体设计技术和接地层屏蔽能力,将微波电路与电源控制电路进行分层处理和一体化设计,有效地降低了各信号间的串扰。最终设计实现的X波段四通道T/R组件,体积仅62 mm×43.8 mm×7.9 mm,质量约40 g,发射功率大于2 W,接收增益大于25 dB,接收噪声系数小于2.5 dB。该组件四个通道间一致性好,性能稳定,具有批量应用价值。     

基于微波多层板的小型化多通道接收前端设计

基于微波多层板技术,通过对单片微波集成电路(MMIC)、微机电系统(MEMS)和低温共烧陶瓷(LTCC)滤波器等微组装工艺的优化和分析,使多通道接收前端进一步实现小型化设计和应用。同时,对电路和结构进行改进,使前端组件具有更好的幅相一致性和高隔离度。最终实现的C频段四通道接收前端尺寸为120 mm×50 mm×12 mm,幅相一致性分别小于±0.8 d B和±5°,通道间隔离度高于60 d Bc。该设计方法的实现为小型化多通道接收前端的工程化应用提供了一种有效的解决方案。     

一种集成环行器的X波段三维异构集成T/R模组

微电子机械系统(MEMS)环行器被广泛应用于射频(RF)T/R微系统中，解决共用天线且收发隔离的问题。基于硅基三维(3D)异构集成工艺，设计了一种集成MEMS环行器的X波段T/R模组。该模组以高阻硅为介质基板，在硅基板上、下表面电镀金属图形，并堆叠多层硅基晶圆，在硅基模组上封装了集成无源器件(IPD)环行器，完成了多种微波芯片和MEMS环行器的系统级封装(SiP),将环行器紧凑集成在硅基T/R模组中。模组尺寸为12.0 mm×11.3 mm×2.0 mm。测试结果表明，在8～12 GHz频带内，模组接收通道增益为27 dB,接收通道噪声系数小于3.2 dB;发射通道增益为33 dB,饱和输出功率大于2 W。     

单脉冲接收组件

介绍的接收组件为单脉冲接收系统的重要部件。本组件包含三个接收通道。微波部分采用了管芯器件 ,小型化工艺 ,电路设计采用了 CAD技术。主要性能 :功率增益为3 0～ 3 5 d B;噪声系数为 4d B;开关时间不大于 5 0 ns;开关隔离度大于 40 d B;镜频抑制度大于 2 5 d B;在 -5 0～ + 60℃的温度范围内通道间的幅度变化不一致性不大于 1 .8d B;相位变化不一致性不大于 2 5°。外形尺寸为 67.5 mm× 47mm× 2 1 mm。     

基于LTCC 厚薄膜混合基板的Ka 波段T/ R 组件封装技术

收发组件的集成封装技术是毫米波二维有源相控阵领域应用研究的重点和难点。文中采用基于低温共烧陶瓷厚薄膜混合基板制造工艺技术,同时结合先进的微组装工艺,实现了Ka 波段八单元组件的高精度、高密度及气密封装;给出了收发组件的封装模型,通过仿真与实测对比着重分析了垂直互联、功率分配/ 合成网路及通道隔离的提升等关键技术,并测试了无源组件的微波性能。结果表明:该集成封装技术能够满足二维毫米波相控阵天线对T/ R 组件小型轻量化和高组装密度的技术要求。     

一种超宽带正交可切换双通道接收模组

文中设计了一种超宽带双通道正交可切换接收模组,采用射频多功能基板和一体化集成金属化管壳 的SiP(System in Package)封装方案,实现了传统微波频段多通道组件的低成本、轻小型化封装集成。该接收模组工 作频带覆盖P、L、S 波段近5. 5 倍频宽度,实现双通道接收限幅、低噪声放大、通道间正交切换和时延调制功能。经 实物测试,接收模组全频带噪声系数优于1. 6 dB,单通道小信号增益大于27 dB,带内增益平坦度优于+/ -1. 6 dB,输 入输出端口驻波系数优于1. 6,正交通道间相位不平衡度小于8°,幅度不平衡度小于0. 8 dB,整个双通道接收模组 (含金属管壳封装)外形尺寸47 mm×47 mm×5. 6 mm,重量13g。     

Ka频段八波束接收组件的设计与实现

介绍了一种Ka频段八波束接收组件的设计方法和关键技术。为实现八波束及1.6 GHz瞬时带宽的要求,在接收组件中集成了实时延时芯片,并提出了射频组件三维垂直互联与射频信号交叉传输的方法,同时采用多芯片组装技术、多功能芯片技术等高密度集成方法实现组件装配。研制的接收组件具有高集成度,噪声系数等关键指标在10 dB的数控衰减下小于3.5 dB,较传统组件在尺寸、质量及波束数量上具有较大优势。     

K频段64元瓦片式接收组件设计

基于相控阵系统高集成、低剖面的应用需求，研制了K频段64元瓦片式接收组件。通过高密度集成的三维设计思路，将64元接收通道按照矩形栅格进行阵列化排列，各功能电路横向布局、纵向集成，实现了组件的低剖面特性。对组件的关键电路设计、结构设计、热设计进行了详细介绍。通过实物测试，该接收组件单通道增益≥20 dB,噪声系数≤4.8 dB;每个通道可独立实现6位移相、6位衰减功能，移相均方根误差(RMS)精度≤6°,衰减RMS精度≤1.5 dB。组件尺寸为52 mm×52 mm×14 mm,质量小于150 g。该接收组件具有标准化的构架，可灵活地实现大规模阵列扩展。     

一种X频段多通道10 W瓦片收发组件设计

根据机载雷达需求,设计了一种16通道、高集成度的瓦片组件.组件频率覆盖整个X频段,每个通道均可实现低噪声接收、大功率发射以及数控衰减和移相功能.在设计过程中对垂直互联进行研究,采用椭圆形同轴结构在不牺牲射频传输性能的条件下解决了局部空间不足的难题.组件发射支路经由环行器输出到天线口,最终输出功率为10 W以上.通过合理布局以及射频走线设计,测试数据满足协议要求.组件结构件通过激光焊接实现气密,整个组件尺寸为66 mm×84 mm×12 mm.