一种用于集成天线封装(AiP)的低剖面、低成本的毫米波微带天线设计

讨论了毫米波微带天线的工作原理、结构及其与射频前端的集成。介绍了基于CST STUDIO SUITE 2014软件设计中心频率为27 GHz微带天线的整个设计流程。设计了以Rogers 5880有机基板为介质材料的27 GHz毫米波微带天线,相对于以LTCC为介质的天线拥有低成本、低剖面的优点。提出一种毫米波微带天线与射频前端的集成方案,建立了天线与帯通滤波器仿真模型并提取S参数。论证毫米波微带天线与射频前端集成的可行性。所设计的微带天线尺寸只有3.8 mm×3.5 mm,天线的增益达到了7.62 d Bi,辐射效率高达93%,相对带宽为2.3%,且实测值与仿真值吻合得很好,验证了设计的正确性。     

层状磁电复合基板微带天线设计及应用

 本文提出一种新的小型化、宽频带微带天线.采用以层状磁电复合材料为基板的微带天线形式,推导了设计公式并给出计算结果.与介质基板矩形微带天线相比,该磁电复合基板天线的尺寸缩小了40%多,而带宽约为6%,是介质基板天线4倍.     

一种基于超材料的小型化宽带微带天线

分别将创新设计的“四方形”超材料单元和周期条形缝隙蚀刻在普通微带天线的辐射贴片和接地板上,设计了工作在3.67~14.17 GHz 的一种小型化宽带高增益微带天线。与原始的天线相比,新型天线的谐振中心频率降低了44.8%,相对带宽从2.7%扩展到243.1%,同时保持了良好的增益。实物测试结果与仿真结果吻合较好。因为超材料的左手传输特性影响了微带天线介质基板的等效媒质参数,导致天线的辐射场主要集中在水平方向,而不是传统的微带天线的垂直方向。     

基于Polys try介质基板微带天线的应用研究

针对传统贴片天线检测频率有限(2~35 GHz)且由于增益低导致检测结果不明显的问题,文中提出了以聚苯乙烯作为介质基板构建微带天线的解决方案。在以介电材料玻璃超细纤维为介质基板的理论基础上,采用高分子材料Polysty作为介质基板构建微带天线模型。结合经典天线理论计算辐射贴片以及介质基板尺寸;基于HFSS搭建Polysty作为介质基板的模型并根据微带天线特性将理论设计的微带天线参数进行优化,最终得到在1 GHz时微带天线的最佳尺寸。仿真及实验结果表明,Polysty作为介质基板的微带天线中心频率可以达到1 GHz,增益高并且检测角度范围大。     

小型化LTCC 3dB电桥的设计与制作

采用两条宽边耦合的带状线方式完成了一种小型化LTCC 3 dB电桥的设计和制作。两条耦合线采用蛇形线形式,带状线的两个接地层分别在LTCC基板的顶面和底面,并且通过四个侧面印刷导体连接起来。两条耦合线印刷在LTCC基板内部中间层,并且通过印刷特殊介质层实现隔离。结果表明,控制介质层的厚度和耦合线的对位达到了3 dB的耦合度,实现了器件小型化。     

LTCC技术的现状和发展

LTCC是实现电子设备小型化、集成化的主流技术,介绍了近年LTCC技术在元件、功能器件、封装基板和集成模块方面的应用,特别是在微波、毫米波和MEMS的应用实例。指出了我国在该领域的优势和弱点,并提出了未来的努力方向。     

基于人工电磁材料的微带贴片天线频带展宽

提出一种以人工电磁材料作为介质基板的矩形微带贴片天线。通过改变人工电磁材料各单元的几何尺寸来控制介质基板的参数变化,以构成非均匀介质基板,使得贴片辐射边的辐射性能提高,从而有效提高了带宽。对设计的非均匀介质微带天线使用HFSS软件仿真。结果表明,普通均匀介质微带天线电压驻波比VSWR≤2时带宽只有0.5GHz,相对带宽为6.7%,而以人工电磁材料为非均匀介质基板的微带天线VSWR≤2时带宽达到1.6GHz,相对带宽达到20.0%。     

基于LTCC基板BCB/Cu薄膜混合多层互连技术研究

针对微系统小型化集成对高性能成膜基板需求,研究了基于LTCC基板的BCB/Cu薄膜多层互连关键技术及过程控制要求。提出一种高可靠"T"型界面互连方式的薄膜磁控溅射Cr/Cu/Cr和Cr/Pd/Au复合膜层结构及其制备方法。研究了LTCC基板收缩率偏差、LTCC-薄膜界面缺陷及粗糙度、BCB介质膜固化应力、介质膜金属化的应力等因素对厚薄膜混合基板质量的影响。制备的12层厚薄膜混合基板(10层LTCC基板,2层薄膜布线) 60片,100%全部通过GJB2438 C.2.7成膜基片评价考核要求,相比LTCC基板,布线密度提高4倍,尺寸缩小40%。     

用于制作蓝牙模块的LTCC集成基板

本文论述了LTCC技术在微波／毫米波集成器件应用中所具有的优势，并介绍了新近开发的一种用于制作蓝牙模块的LTCC集成基板的构成、关键制造工艺技术及基板中集成的无源元件的性能参数，为LTCC技术应用于微波／毫米波集成器件探索了一条适用的方法。     

基于左手介质的小型微带天线

用左手材料设计一种宽频带并且电尺寸小的微带天线,先用开口谐振环和金属杆设计出左手材料,并把它放在微带天线的基板中,利用左手材料的相位补偿特性实现了宽带微带天线的小型化设计。数值仿真结果表明,工作于10．5GHz时,加载了左手材料的微带天线的物理尺寸被大大减小了,天线尺寸从下降到0．21λ,突破了传统微带天线的半波长限制,并且相对带宽增加了5．31％,实现了微带天线的小型化设计。     

Generation of microwave oscillations in a log-periodic antenna integrated with a field-effect transistor

Generation of microwave oscillations in a hybrid integrated circuit comprising a field-effect transistor and a log-periodic microstrip antenna on a dielectric substrate is experimentally investigated. Generation is observed at both the fundamental harmonic and higher frequencies corresponding to the antenna resonances in the frequency band 6–60 GHz. Possibilities of optimizing the generator design are studied in application to operation in centimeter and millimeter wave bands.     

基于高阻抗表面PBG结构微带天线的设计与分析

以高介电常数介质为基底,利用辐射贴片开槽和微带馈电技术,设计了一款尺寸仅为16mm×12.45mm的小型微带天线。通过在此天线微带贴片周围加载高阻抗表面型光子晶体,有效抑制了表面波,改善了以高介电常数介质为基底的贴片天线的性能,实现了一款多频小型化PBG天线。HFSS仿真结果表明,加载高阻抗表面结构后的微带天线出现了三个谐振频点,分别为2.74、2.86和3.80GHz,其对应的增益分别达到6.02、8.38和5.69dB。所设计的光子晶体天线物理尺寸较小,方向性良好且具有多频特性,因此可为实际通信天线的应用提供参考。     

一种新型毫米波集成波导微带转换的分析与设计

提出一种新型集成于单层微带基片的毫米波集成波导微带转换 ,由一圆形微带谐振器、微带共面波导探针组成。利用全波分析软件对该转换器进行了分析计算、优化设计。测试了波导微带转换实物 ,结果表明 ,在Ka波段在 1 GHz频带内 ,该波导微带转换具有较低的插入损耗 ( <0 .4d B)和反射损耗 ( <-1 4d B)。可满足相关毫米波微带集成电路系统的应用要求。     

Space wave radiation efficiency of a wraparound antenna and theeffect of surface wave radiation due to the dielectric substratetruncation

A theoretical study of the problem of excitation of surface waves in wraparound microstrip antennas is presented. The surface waves are obtained by using a contour integral in the complex plane. The surface-wave energy loss in the antenna truncation region is partially radiated and interfaces with the space wave. The radiation efficiency and the effect of the dielectric substrate truncation of the antenna radiation pattern are shown as functions of antenna dimensions and for two values of substrate dielectric constants     

Circularly Polarized Linear Array Antenna Using a Dielectric Image Line

A new circularly polarized antenna using a dielectric image line is proposed. This antenna is composed of a slotted conductive plane and a rectangular dielectric rod. This paper describes the design of and experimental results achieved with the circularly polarized array antenna fed by a dielectric image line. The fundemental characteristics of the image line are also presented. Since this line's losses are far lower than the microstrip line losses in the millimeter wavebands, antenna feed line losses expect to be also very low. Bandwidth within the 2-dB axial ratio was more than 7 percent, and the angle range within the same ratio was more than +-7.8 degrees at 29.5 GHz. This antenna is far superior to the microstrip line feed array antenna in the millimeter wavebands.     

基于超材料完全吸收器的低RCS微带天线

为降低微带天线雷达散射截面(RCS),提出了一种基于超材料完全吸收器的微带天线。通过电磁场仿真软件设计了一种和微带天线工作频带匹配的圆环宽频带超材料吸收器,并将其加载在传统微带天线上制作成基于超材料完全吸收器的微带天线。实验结果表明,保持天线辐射性能不变的情况下,超材料吸收器可以有效减小天线RCS,其中,正面0°方向的RCS值最大缩减达到了-15.8 dB。     

一种基于LTCC 技术的脊基片集成波导（SIW）到微带的过渡结构

介绍了一种基于LTCC 技术的脊基片集成波导（SIW）到微带的过渡结构。将传统脊波导到微带过渡的设计思路,运用于基于LTCC 技术的基片集成波导（SIW）到Rogers5880 基片微带的过渡设计中,实现了LTCC SIW 到Rogers5880 基片微带的宽带过渡。从仿真结果可以看出,在25.2GHz 到40GHz 的频带内,回波损耗S11 小于-15dB, 插入损耗优于-0.2dB。     

Full-Wave Analysis of Inside Cylindrical Microstrip Lines by Finite Element Method

In this paper, a full-wave analysis using finite element method is presented to investigate the dispersion characteristics of inside cylindrical microstrip lines, which are essential to the design of some conformal microstrip circuits in millimeter wave bands. Numerical results of frequency-dependent effective dielectric constants are given for different structural dimensions and dielectric constants of substrate. Some useful conclusions are derived for the design of the special conformal microstrip lines.     

宽带毫米波微带天线的设计与分析

根据微带天线的设计技术要求,介绍了微带天线带宽的影响因素。在矩形毫米波微带天线设计与分析的基础上,分别设计出 C 型和 W 型两种宽带毫米波开槽微带天线。利用仿真软件对3 种天线的输入回波损耗、驻波系数、相对带宽和方向性等技术参数进行仿真优化和比较分析。仿真与实验结果表明,3 种天线的设计均满足技术要求,C 型和 W 型开槽微带天线较矩形微带天线的相对带宽大幅提高,且具备良好的定向辐射特性。