基于氮化铝技术的表贴型微波封装

采用氮化铝多层布线技术,运用垂直过渡方式实现微波信号从基板底部到表面的信号传输,完成表贴式微波封装设计。在DC-18GHz内,该表贴互连反射损耗小于-15dB,插入损耗小于1.0dB。采用该技术封装了6～18GHz宽带放大器,封装尺寸为5mm×5mm×1.2mm,频带内反射损耗小于-10dB,增益15dB,平坦度小于1dB;另外还封装C波段5W功率放大器,封装尺寸为8mm×8mm×1.2mm,带内增益大于25dB,反射损耗小于-10dB,饱和输出功率37dBm,效率35%。采用技术的表面贴装放大器性能上能够满足微波通信、雷达应用,可用回流焊安装,适合规模生产。     

基于各向异性导电胶的板间垂直互连研究

提出一种基于各向异性导电胶(ACA)的封装方法,即利用ACA实现介质基板之间垂直互连过渡。该方法与传统的锡铅焊料工艺相比,ACA板间互连工艺具有互连距离短、固化温度低、工艺流程简单、绿色环保等特点。测试结果表明,ACA在垂直互连过程中拥有良好的微波传输性能。在0.1~19.0GHz内,回波损耗小于-10dB,插入损耗小于1.5dB;在26~30GHz频段范围内,回波损耗小于-10dB,插入损耗小于3dB。测试结果与电磁仿真结果吻合。     

微波注入实验用高隔离度双工器的研究

微波注入实验要求微波注入电路和效应监测电路的接入不影响正常的电路器件工作状态,同时要求注入电路隔离度足够大。在此设计了一种高隔离度微波双工器0～800MHz和1.4～4.5GHz,两信号通道内插入损耗小于0.2dB;0～400MHz和1.5～4.5GHz两信号通道隔离度大于50dB。这种微带线型双工器结构紧凑、研制周期短、性能稳定已经在微波效应注入实验系统中获得良好的应用。     

毫米波固态功率放大器的高效合成器

介绍了毫米波固态功率放大器的应用与发展现状,提出了一种新颖高效的2×2鳍线叠层式毫米波宽带功率合成结构,利用三维电磁场软件HFSS建模仿真,在32～36 GHz带内回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.1 dB,与实测结果符合较好,据此研制出10 W功率模块。并设计了低损耗八合一空间波导合成器,实测带内回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.25 dB,最终研制出在32～36 GHz内输出功率大于70 W的饱和脉冲固态功率放大器,合成效率为87%以上,合成效率较高。     

宽带小型化高隔离度SPDT开关的研制

微波开关是微波控制电路中的基本部件,是实现在各种恶劣环境和特定的空间内将微波信号进行切换的特定功能元件,它在雷达、电子对抗、微波通信、卫星通信以及微波测量等方面有着广泛的应用。在此通过合理的电路布局和结构设计,结合微组装工艺,实现了在3～12GHz范围内,插入损耗小于3．2dB,隔离度大于70dB,整体尺寸小于20mm×15mm×10mm的一种宽带小型化SPDT开关。     

基于毛纽扣的LTCC微波模块垂直互连技术

基于独立的二维LTCC微波模块间的垂直互连技术展开研究,采用了一种三线型毛纽扣微波垂直互连结构并使用三维电磁仿真软件HFSS对三线型毛纽扣垂直互连结构的模型进行分析与优化。通过对相应工艺的研究,制作了三线型毛纽扣垂直互连样品,其中毛纽扣的高度为3mm,直径为0.5mm。样品测试结果与仿真结果相符,在X波段插入损耗小于1.5dB,回波损耗大于15dB。     

光模块中互连结构的补偿设计

为解决光模块中各组件之间使用金丝互连线或柔性电路板互连产生的信号完整性问题,通过三维电磁仿真软件HFSS对金丝互连线和柔性电路板的电磁特性进行分析,并设计了相应的补偿结构。电磁仿真结果表明,具有补偿结构的金丝互连线的回波损耗(在0~20 GHz频率范围内)增加了约18 dB,插入损耗减小了0.10~0.25 dB;具有补偿结构的柔性电路板回波损耗(在0~20 GHz频率范围内)增加了约17 dB,插入损耗减小了0.10 dB。测试结果表明,使用补偿结构的光模块具有良好的传输性能,该补偿结构可以有效地应用于光模块中互连结构的设计。     

多层微波集成电路中微带线层间互连仿真

针对多层微波集成电路设计的微带线层间互连问题,介绍了垂直通孔互连、垂直带条互连和层耦合过渡互连三种高性能的互连方法,并且采用三维电磁仿真软件HFSS对这三种互连结构进行了建模和仿真.仿真结果表明,垂直通孔互连和垂直带条互连在0.1~25 GHz的频宽范围内,回波损耗S11<-20 dB,插入损耗S21>-1 dB,互连性能优良,而层耦合过渡互连在20~68 GHz内回波损耗S11<-20 dB,插入损耗S21>-1 dB,具有在毫米波频段实现互连的潜力.     

基于垂直互连技术的上下变频多芯片模块

采用垂直互连技术研制了一种X波段上下变频多芯片模块,实现了微波单片集成电路和介质基板在三维微波互连结构中的平稳转换、保证了微波信号的有效传输.简要分析了垂直互连对微波传输的影响和解决方法,应用微波仿真软件建立了互联结构的三维电磁场模型,对垂直互连结构进行了仿真优化.实测结果和仿真结果吻合良好.最后在较小尺寸盒体内实现了上变频链路、下变频链路、电源管理、TTL检测四个功能.模块测试结果表明,下变频链路的变频增益大于51 dB,噪声系数小于6 dB,杂散抑制小于65 dBc;上变频链路的变频增益大于9 dB,1 dB压缩点输出功率大于11 dBm,杂散抑制小于55 dBc;模块尺寸为80 mm×42 mm×15 mm,达到了小型化设计要求.     

一种W波段介质密封型的波导-微带转换结构

提出了一种W波段波导-微带转换结构。该转换结构采用探针耦合转换的形式实现微波信号从矩形波导(BJ-900)到微带传输线的转换,并利用介质板实现波导口的密封。设计制作背靠背转换结构,在75~105GHz频率范围内测试结果:回波损耗优于-10dB,插入损耗小于3dB,泄漏率小于1×10-9Pa·m3/s。     

采用LTCC技术的X波段滤波器设计

小型化和多通路设计是现代微波电路和系统的发展方向。MCM和LTCC技术是实现这些研究方向的有效途径和手段。文中对采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术设计实现的X波段4个带状线小型化滤波器进行了介绍,将高频仿真软件HFSS设计优化的滤波器版图进行了LTCC制板和测试。对测试数据进行分析,给出了采用LTCC技术设计实现微波小型化滤波器的一种解决方案。     

用于制造微波多芯片组件的LTCC技术

低温共烧陶瓷(LTCC)是实现微波多芯片组件(MMCM)的一种理想的组装技术,具有高集成密度、多种电路功能和高可靠性等技术优势.介绍了国内外应用于微波组件的LTCC技术发展现状,概述了LTCC的制造工艺流程,分析了其关键工艺难点,对LTCC基板电路的设计进行了详细阐述,并讨论了埋层电阻的设计和微带线和带状线间的垂直微波互联的方式.利用LTCC技术研制的微波多芯片组件,在现代雷达和通讯领域具有广泛的应用前景.     

LTCC微波元件的结构模型研究与设计

LTCC技术是实现电子元器件小型化、片式化、高频化、集成化的新型关键技术,广泛用于元件、器件、基板、封装等领域,具有广阔的应用市场和发展前景。本文阐述了LTCC技术特点,并从LTCC微波电容、微波电感及微波滤波器方面对其结构模型设计进行了分析,提出通过合理集成可有效制作LTCC无源功能模块的思路。     

用于微波组件的LTCC 3 dB耦合器

低温共烧陶瓷(LTCC)技术是实现机载、星载、舰载相控阵雷达小型化、轻量化、高性能、高可靠、低成本的有效手段。文中论述了LTCC技术在微波集成器件应用中所具有的技术优势,并介绍了用于微波组件的LTCC 3dB耦合器的构成、关键制造工艺技术以及性能参数等,为LTCC技术在微波集成器件中的应用进行了有益的探索。     

X波段LTCC铁氧体环形器的设计

针对微波铁氧体材料与低温金属浆料及LTCC陶瓷材料在工艺上的匹配共烧的技术难题,文中采用本征模设计方法,运用阻抗匹配技术,借助微波仿真HFSS和AutoCAD软件设计了一种X波段单Y结LTCC铁氧体环形器。器件模型在10.9~12 GHz的频率范围内出现环形功能,其带宽为1.1 GHz,插入损耗≤0.5 dB,回波损耗≥10 dB,隔离度≥13 dB,驻波比≤1.5 dB。此设计有望实现微波环形器与低温共烧陶瓷(LTCC)技术的有效结合。     

基于LTCC技术的三维集成微波组件

低温共烧陶瓷(LTCC)技术和三维立体组装技术是实现微波组件小型化、轻量化、高性能和高可靠的有效手段.本文研究实现了基于LTCC技术的三维集成微波组件,对三维集成微波组件的立体互连结构、三维集成LTCC微波电路的垂直微波互连、微波多芯片模块(MMCM)的垂直微波互连等关键技术进行了重点阐述.研制出的三维集成微波组件的体积和重量分别比传统的二维平面LTCC集成微波组件减小40%和38%,电气性能相当.     

LTCC-Based Highly Integrated Millimeter-Wave Receiver Front-End Module

This paper presents the design and fabrication of a highly integrated Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) receiver front-end module. This LTCC module is a dual channel receiver module, works at Ka-band, and fabricated including six Ferro A6M dielectric layers and five metal layers, contains eight embedded resistors and eight MMICs. All MMICs are mounted into pre-making cavities on the top surface of the LTCC substrate. Three slot coupled waveguide-to-microstrip transitions are integrated at LTCC substrate to realize RF and LO signal input. The developed module is highly integrated and reliable, which has a compact size of 58 × 50 × 22 mm³ (including the metal cavity). Each channel of the receiver has the noise figure of less than 9 dB and the gain of more than 24 dB at Ka-band.     

基于LTCC技术的VCO研制

压控振荡器(VCO)在通信、雷达、测试仪器等领域中的应用非常广泛,但宽带调谐、小型化一直是VCO的设计瓶颈。文章描述了基于一种低温共烧陶瓷(LTCC)技术的微波振荡器的设计和制作,建立内埋式电感模型,并通过专用微波电路设计软件(AWR)对VCO电路进行分析,调整VCO匹配电路。测试结果表明,VCO输出频点为1.5～2.3GHz,输出相位噪声为-106dBc/Hz@100kHz,输出功率为13dBm。外形尺寸为6.9 mm×6.9 mm×1.2mm,远小于传统VCO体积,适应系统小型化的趋势。     

基于LTCC技术的多层垂直转换电路设计

低温共烧陶瓷(LTCC)是实现小型化、高可靠性多芯片组件的一种理想技术方式。多层转换电路实现了微波信号在基板内部传输。文章研究了微带线到带状线背靠背式多层转换电路,优化设计了通孔之间距离以及通孔到带状线之间的距离,仿真结果与实测较为吻合。     

RF/microwave characterization of multilayer ceramic-based MCMtechnology

We present RF/microwave characterization of a 20-layer ceramic-based multichip module (MCM-C) on low temperature co-fired ceramic (LTCC). We investigated material properties and performance of embedded passives by design, fabrication and characterization of planar and multilayer integral inductors. Uniform dielectric constant, low loss property and high Q passives fabricated using this technology demonstrate the feasibility for implementing hybrid RF/microwave systems