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。     

基于三维集成技术的Ku波段四通道T/R模块

基于三维集成技术研制了一款适用于表面贴装技术的Ku波段四通道T/R模块.模块内部设计成两层层叠结构,层间使用球栅阵列实现互连,仿真分析模块微波垂直互连结构、腔体谐振和散热模型,实现模块的小型化.模块集成了数控移相、数控衰减和串并转换等功能,由幅相控制多功能芯片、开关功率放大器芯片、限幅低噪声放大器和控制芯片构成.测试结果显示,在Ku波段内,单路发射通道饱和输出功率大于30 dBm,接收通道增益大于20 dB,噪声系数小于3.5 dB,模块尺寸为16 mm×16 mm×2.5 mm.     

Ku波段高增益8通道T/R组件设计与实现

利用低温共烧陶瓷(LTCC)高集成化设计优势,设计并实现了一款Ku波段高增益8通道T/R组件。该组件通过双向放大器的合理运用,有效提高了组件的收发增益,同时利用液态金属材料的特性,将硅铝壳体与铝合金散热齿进行有机结合,大大提高了组件在连续波发射工作模式下的热量传导能力,保证了组件小体积下工作的可靠性。最终设计实现的Ku波段高增益8通道T/R组件,体积仅84 mm×48 mm×6 mm,质量约60 g,发射功率增益大于45 dB,发射输出功率大于1 W,接收增益大于29 dB,接收噪声系数小于3.5 dB。该组件8个通道收发性能一致性好,性能稳定,具有良好的工程实用价值。     

一种机载超宽带相控阵雷达T/R组件设计

针对机载有源相控阵雷达小型化、多功能、高功率的要求,研制了一款应用于C、X、Ku波段的双通道超宽带T/R砖块组件,外观尺寸为30.0 mm×70.0 mm×8.5 mm.组件在工作频带内可以实现6位移相、6位衰减,工作带宽达到12 GHz,发射输出功率≥ 37 dBm,接收增益达到22 dB.通过对电路中无源结构进行仿真,并利用得到的仿真结果和射频芯片实现链路仿真,解决了超宽带T/R组件端口驻波较差和接收增益平坦度差且难以预估的难题.最终制造的T/R组件具有超宽带、低噪声、高功率以及良好的幅相性能.     

小型化层叠式三维T/R组件

三维收发(T/R)组件具有小型化、重量轻和可扩充等特点,成为T/R组件技术的重要发展方向之一。本文对一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)的Ku波段小型化三维T/R组件进行了研究,通过分析优化组件的垂直微波互连技术、电路布局优化及无源等效模型,设计出具有优良电性能(输出功率≥24.5 dBm,接收增益大于≥25 dB,接收噪声系数≤3.5 dB)的小型化三维T/R组件。该组件利用LTCC高密度布线、球栅阵列(BGA)高密度连接优点,把组件设计成三层层叠结构,并且把部分芯片集成于“多功能芯片”,进一步缩小了尺寸,单个组件尺寸为9.5 mm×9.5 mm× 3.8 mm,有效实现了T/R组件的小型化。     

基于硅基堆叠SIP技术的超宽带T/R组件

传统的超宽带T/R组件采用的是两维砖块式结构,体积和重量已不适应目前小型化、低剖面、易共形的相控阵天线要求。文中提出的基于硅基堆叠系统级封装(SIP)技术,将四通道的射频芯片高度集成在硅基介质基板上,将多层介质基板厚金压合,实现多层堆叠的三维封装。通过采用芯片多功能集成技术和超宽带射频信号的垂直互连技术,设计出三维堆叠的四通道超宽带T/R组件。T/R组件带宽为6 GHz～18 GHz,单通道的发射功率优于23 dBm,接收增益优于20 dB,可实现6位数控衰减及6位数控移相,尺寸仅有13.0 mm×13.0 mm×3.4 mm。该技术可以实现多通道超宽带T/R组件的SIP封装,有利于工程应用。     

C 波段全固态T / R 组件设计

C波段星载合成孔径雷达(SAR)系统是应用于海洋目标监视的有力手段之一.基于T/R组件的有源相控天线可靠性高,成为现阶段星载SAR雷达的研究热点,其对T/R组件的需求特点包括:高效率、低功耗、重量轻、费用低、高幅度相位稳定性和高可靠性.文中介绍了最新研制的四通道C波段星载T/R组件,采用微波多芯片组件技术,T/R组件通道间距为1/4波长,其输出功率大于22W,噪声系数2.3dB,接收增益大于23dB,功率附加效率大于23％,重量小于200g.     

一种L波段大功率T/R组件的设计

应用于舰载相控阵雷达上的L波段T/R组件,对小型化、高密度、大功率、高效率等方面提出了很高的要求,本文采用宽禁带半导体功率管实现发射功放,在1.3~1.5GHz频率范围内,实现了饱和输出功率大于500W,发射效率大于55%的四通道T/R组件.该T/R组件包含4个通道,共有4个发射支路,12个接收支路,满足实际应用中实现多路信号的接收.由于组件使用较多的裸芯片和封装器件,对工艺流程也做了简要介绍.组件测试结果表明组件满足各项指标要求.     

小型化超宽带四通道T/R组件的研制

本文研制出一种6GHz～18GHz超宽带四通道T/R组件,在小体积内实现多通道收/发微波电路、电源调制、上电时序保护和温度监测等功能集成,通过HFSS软件仿真宽带传输性能,结合微波腔体优化设计,研制出在6GHz～18GHz发射输出功率大于4W、接收增益大于19dB、噪声系数小于4. 8dB的四通道T/R组件。     

一种高功率密度T/R组件的设计

主要针对某款C波段大功率T/R组件的小型化进行研究。通过对T/R组件的电路与结构的分析与设计,制作了发射功率大于100 W、接收通道增益大于8 d B、体积90 mm×80 mm×37 mm的T/R样机,该项研究对高功率密度T/R组件的设计与研制具有一定的工程指导意义。     

一种新型Ku频段瓦式T/R组件的研制

介绍了一种基于非接触式垂直互连、大功率高密度集成芯片组和低成本高密度混合电路的Ku频段半双工瓦式高发射功率T／R组件的集成方案。研制了16通道T/R组件原理样机,体积为36 mm×36 mm×21 mm,质量为65 g。每个信道的发射功率大于7 W,幅度一致性均方根误差（RMS）优于0.5 dB,相位一致性RMS优于4°。对比相似功能单通道发射功率仅0.5 W的砖式TR组件,其体积缩减一半以上,质量缩减2/3以上。     

基于混合集成的高增益光接收模块北大核心

针对光载无线通信(RoF)系统对高增益、小型化光接收模块(ROSA)的需求,基于混合集成技术,设计并制作了一种高增益的四通道ROSA器件,尺寸为20.0 mm×14.0 mm×5.9 mm。模块内集成了低噪声放大器(LNA)芯片以提高射频信号增益,建立了射频信号传输电路,并对器件特性进行了仿真分析。经测试,器件的射频信号增益达14 dB,-3 dB带宽为23 GHz,在1550 nm波长的入射光下,器件的响应度为0.81 A/W,相邻信道之间的射频信号串扰小于-40 dB。该模块对于减小RoF系统的体积和功耗具有重要意义。     

一种基于硅基MEMS三维异构集成技术的T/R组件

基于硅基微电子机械系统(MEMS)三维异构集成工艺,设计并制作了用于相控阵天线系统的三维堆叠式Ku波段双通道T/R组件。该组件由两层硅基结构通过球栅阵列(BGA)植球堆叠而成,上下两层硅基封装均采用5层硅片通过硅通孔(TSV)、晶圆级键合工艺实现。组件集成了六位数控移相、六位数控衰减、串转并、电源调制、逻辑控制等功能,最终组件尺寸仅为15 mm×8 mm×3.8 mm。测试结果表明,在Ku波段内,该组件发射通道饱和输出功率大于24 dBm,单通道发射增益大于20 dB,接收通道增益大于20 dB,噪声系数小于3.0 dB。该组件性能好,质量轻,体积小,加工精确度高,组装效率高。     

基于三维异构集成技术的X波段4通道收发模组

基于硅基微电子机械系统(MEMS)三维异构集成工艺,设计了一款适用于相控阵天线系统的三维堆叠4通道T/R模组。模组由3层功能芯片堆叠而成,3层功能芯片之间采用贯穿硅通孔(TSV)和球栅阵列实现电气互连;模组集成了6位数控移相、6位数控衰减、串转并、负压偏置和电源调制等功能,最终尺寸为12 mm×12 mm×3.8 mm。测试结果表明,在X波段内,模组的饱和发射输出功率为30 dBm,单通道发射增益可达27 dB,接收通道增益为23 dB,噪声系数小于1.65 dB。该模组性能优异,集成度高,适合批量生产。     

基于LTCC的半嵌入式BGA垂直互联结构设计

为满足有源相控阵雷达中发射/接收(T/R)组件的小型轻量化发展要求,提出了一种新型的垂直互联结构。从工艺优化的角度,结合低温共烧陶瓷(LTCC)可制作腔体的特性,用高频结构仿真器HFSS设计了半嵌入式球栅阵列(BGA)垂直互联结构,分析了半嵌入结构对垂直互联传输性能的影响。结果表明半嵌入式BGA垂直互联结构,在X波段回波损耗高于24 dB,插入损耗低于0.15 dB;在Ku波段,依然能实现回波损耗高于20 dB,插入损耗低于0.6 dB。该半嵌入式结构在优化工艺的同时,在X-Ku波段的较宽频段内可实现良好的微波传输性能。     

一种小型化C波段线性调频T/R组件

采用模拟调频方案,设计了一种小型化线性调频微波收发(T/R)组件。该微波T/R组件在实现所需的调频中心频率和带宽的同时,保证了调频稳定度。T/R组件的调频中心频率为(4 300±15) MHz,调制带宽为(150±1) MHz,调制线性度小于1.2,发射功率大于20 dBm,接收噪声系数小于3 dB,收发隔离度大于80 dB。此T/R 组件的尺寸仅为 50 mm×40 mm×12.3 mm,在同类型产品中具有较明显优势。     

一种X波段宽带T/R组件的实现

介绍了一种宽带X波段四通道T/R组件的实现方法。在小尺寸空间中包含了微波电路、DC/DC电源、波束控制、功率故障检测和温度监测功能。结构上输入输出、加电端口均设计在同一侧。对组件复杂功能和特殊结构以及由此带来的工艺装配问题进行了分析和阐述,并研制出符合各项指标要求的宽带X波段T/R组件,该组件有完善的工艺措施来保证,性能好、重量轻、可靠性高;通过电性能和结构性能指标的测试,达到了总体技术要求。