异质集成微波光子器件发展现状

微波光子学利用光子技术实现微波信号的产生、传输、处理及控制,可突破传统微波技术在带宽、传输损耗和抗电磁干扰等方面的瓶颈,提升雷达、电子战等信息系统的综合性能.激光器、电光调制器和光电探测器是微波光子技术中的三种核心光电子器件,其性能对微波光子链路的噪声和动态等指标具有决定性的影响,但基于分立器件的微波光子系统体积、重量较大,难以满足雷达、电子战等系统的阵列化需求,硅基异质集成技术以及高密度低损耗片上光传输互连技术是解决有源器件集成和无源器件集成的关键技术.文章介绍了用于微波光子的硅基激光器、电光调制器、光电探测器和波导的异质集成技术的发展现状,并探讨了集成微波光子技术的发展趋势.     

应用于有源相控阵雷达的集成高度专用单片微波集成电路

本文介绍了由TN0—FEL开发的应用于有源相接阵雷达的专用单片微波集成电路的成果。这里将展示这些单片微波集成电路在各个雷达系统中的应用。单片微波集成电路满足了实现诸如“灵巧的肌肤”概念的现在和将来的相接阵拓扑结构的需要。单片微波集成电路的功能表现为以下几方面：集成高度射频控制电路、宽带、大增益、高效率固态功率放大器和用于雷达接收前端处理机的集成可调微波滤波器。介绍了用于幅度和相位控制的各种单片微波集成电路。对线性矢量调制器、变增益放大器、移相器和全集成多功能芯片的设计、制作、性能和应用作了介绍。还介绍了采用最新砷化镓MMIC工艺制作的样品。所描述的大功率放大器符合将来的有源相接阵的性能要求。作为一个典型的例子，对输出功率超过10W的X波段MESFET和HEMT功率放大器的开发进行了介绍。这些放大器拟被作为替代TR组件中传统的驱动和高功率放大器级联电路的一种选择。对可调带阻滤波器和带通滤波器进行了介绍，其焦点放在宽带收发组件中如何减少电磁干扰的影响。通过采用一个可调窄带滤波器实现了宽带前端频带外功率压缩点的重要改进。然而不能因采用这些滤波器而降低雷达的性能，因此要求滤波器应满足以下要求：低噪声系数、低成本、小尺寸、良好的功率推进性能和易于控制。介绍了具备这些条件并且用在MESFET和HEMT工艺制造的X波段单片微波集成电路可调滤波器。     

微波单片陶瓷电路技术研究

微波单片陶瓷电路(MMCC)是一项新兴的薄膜集成技术,是将构成微波电路的要素尽可能采用薄膜电路的实现方式集成于陶瓷基片上,并采用微细实心金属孔及空气桥、介质跨接等工艺实现接地、跨接和互联,可大大提高集成度,改善微波产品的性能.对该项技术进行了简要的介绍,并对主要的工艺技术如微小实心孔及金属化、集成电容技术、介质桥技术进行了重点阐述,同时应用MMCC技术设计和制作了微波鉴相电路,达到了预期效果.     

DC～40 GHz反射型GaAs MMIC SPST开关

介绍了基于GaAs PHEMT工艺设计的一款宽带反射型MMIC SPST开关的相关技术,基于成熟的微波单片集成电路设计平台开展了宽带SPST开关设计.工作频率范围为DC～40 GHz,插入损耗≤0.8 dB,隔离度≥25 dB,驻波比≤1.4:1.同时,对电路的通孔特性进行了分析,对电路设计流程进行了阐述.要获得期望带宽的开关,如何选择控制器件的通孔连接方式,以及通孔数量对插入损耗等性能的影响.最终,具有小尺寸和优异微波性能的GaAs微波单片集成单刀单掷开关电路成功开发.     

S波段GaAs单片可变增益放大器

<正>微波单片集成电路(MMIC)是新一代微波产品。它把有源和无源元件,采用可批量生产的集成技术制作在同一GaAs衬底上完成一定微波功能,具有成本低、产量高、可靠性高、体积小、重量轻等突出的优点。南京电子器件研究所1991年研制的MMIC产品WD64型S波段GaAs单片可变增益放大器如图1所示。其芯片尺寸为4.5mm×1.6mm×0.15mm,双栅     

微波单片集成电路放大器的全局电磁仿真

发表了利用矩量法对含有有源器件的单片微波集成电路放大器进行全局电磁仿真的方法。对于共面波导运用对偶原理和矩量法进行仿真后,对单面单片微波集成电路放大器也可进行全局电磁仿真。电路实例的仿真结果表明了此全局电磁仿真方法的可行性及有效性     

廉价单片集成放大模块

在现代微波市场上,砷化镓微波单片集成电路(GaAs MMIC)在其性能和尺寸方面所拥有的优势正在得到证实。然而,将微波单片集成电路(MMIC)嵌入现有的混合电路,由于提供偏置和射频阻抗匹配需要大量的外部元件,因而价格往往是昂贵的。本文叙述另一种工艺——多层厚膜处理工艺,能使MMIC芯片偏置和匹配所需的所有电容、电阻以及附加的元件全部集成在内。MMIC能直接装在这种“单片”混合电路上,产生一个廉价嵌入型“单片集成”放大模块。     

GaAs单片集成激光器驱动电路在片测量

用多触头微波探针 ,对 Ga As单片集成激光器驱动电路芯片进行了在片测试和筛选 ,测得芯片频率响应带宽为 3.8GHz.使用高速增益开关半导体激光器作为采样光脉冲源 ,采用了背面直接采样方式建立了电光采样测试仪 .检测了 Ga As单片集成激光器驱动电路芯片内部点的高速电信号波形 .     

GaAs单片集成激光器驱动电路在片测量

用多触头微波探针,对GaAs单片集成激光器驱动电路芯片进行了在片测试和筛选,测得芯片频率响应带宽为3.8GHz.使用高速增益开关半导体激光器作为采样光脉冲源,采用了背面直接采样方式建立了电光采样测试仪.检测了GaAs单片集成激光器驱动电路芯片内部点的高速电信号波形.     

小型化高集成宽带光收发组件

当前分立光子器件的体积和成本严重制约着微波光子技术在雷达系统中的应用。受限于当前的集成能力和材料体系,微波光子单片集成芯片短时间内难以实现工程应用。为满足雷达等应用场景对高集成微波光子器件的迫切需要,研制了一种新型小型化高集成光收发组件。该组件采用光电异构集成封装技术,将MZM调制器芯片、微波芯片、探测器芯片以及光环形器、波分复用器进行高度集成,单模块体积仅为85 mm×35 mm×10 mm,与传统MZM调制器体积相当。实验结果表明,其性能可与传统分立元器件相媲美。在6~18 GHz范围内,组件能够实现±1.5 dB的平坦度,上行能够实现18 dB以上的增益,下行能够实现?1 dB以上的增益,且链路噪声系数小于30 dB,平面化、小型化设计使其能够应用于相控阵雷达、电子战等多种应用场景,具有广阔的应用前景。