应用于交通信息检测雷达的阵列天线设计

介绍了一种应用于交通信息检测中多普勒雷达前端的K波段64阵元微带双天线,该天线采用并联形式馈电,通过对天线互耦的分析,电抗补偿和减小耦合等方面的改进,满足了天线性能和尺寸等实际应用的需求。双天线衬底背面固定集成雷达收发前端和中频信号处理电路。经过对天线和整个系统前端的测试表明:天线在工作频点,回波损耗低于-20dB,最大增益为25.2dB,E面、H面半功率波瓣宽度为8.1°和6.3°,其仿真和测试结果较好吻合。整个雷达前端在实际外场测试中检测准确灵敏,并在实际智能交通系统工程中得到了很好的应用。     

（英）D波段辐射计前端的设计与应用

设计了D波段直接检波式辐射计前端,主要包括D波段检波器模块、D波段低噪声放大器模块和D波段标准增益喇叭天线.基于商用零偏二极管HSCH-9161研制出D波段检波器,测试结果显示在D波段内,最高灵敏度接近1 600 mV/mW,当频率小于140 GHz时,灵敏度大于400 mV/mW,在大于140 GHz频段内,灵敏度优于120 mV/mW.基于自研D波段低噪声放大器芯片研制出D波段低噪放模块,测试结果显示最大增益为10.8 dB@139 GHz,在137~144 GHz频率范围内,增益大于7.8 dB,输入端回波损耗优于5 dB,输出端回波损耗优于8.5 dB.最终搭建D波段直接检波式辐射计前端进行成像实验验证.     

毫米波单片有源混频器的研制

采用OMMIC 0.18μm GaAs pHEMT工艺,研制了毫米波单片有源混频器.该混频器选用单栅极单端FET混频结构.在中频输出端设计了低通滤波器,以提高LO-IF、RF-IF的隔离度.芯片的尺寸仅为0.95mm×1.85mm.在射频频率为39GHz、输出中频频率为3GHz时,该混频器的变频增益为0.6dB,LO-IF隔离度大于55dB,RF-IF的隔离度大于30dB.     

5G毫米波GaN收发前端芯片研究

收发前端芯片是5G混合波束赋形系统架构中的关键器件之一，其关键指标包括发射通路的高效率与接收通路的低噪声。研制了一款采用GaN集成工艺的Ka波段收发前端MMIC，采用谐波匹配技术提高发射通路的效率，通过接收电路拓扑的正确选择及前级匹配网络的优化设计降低接收通路的噪声系数。测试结果表明，芯片在37～40 GHz频率范围内发射通路饱和输出功率大于36 dBm，饱和效率大于26%，功率回退8 dB时三阶交调失真小于-33 dBc；接收通路增益大于19 dB，噪声系数小于3.6 dB。该收发前端芯片可应用于5G毫米波基站中。     

基于叠层SIW滤波器的高集成硅基毫米波收发前端

提出了一种基于硅基晶圆级封装技术的小型化Ka频段收发前端,实现了接收通道、发射通道与本振产生电路的一体集成。该收发前端采用嵌入叠层型基片集成波导(SIW)滤波器结构实现高选择性预选滤波与低损耗垂直互连过渡的一体化设计。测试结果表明,该Ka频段滤波器中心损耗1 dB,1 dB带宽4.02 GHz,中心频偏5 GHz处抑制度优于35 dB,仿真与测试结果吻合良好。在前端模组设计中,通过采用硅基微腔屏蔽实现紧凑尺寸下各功能单元的隔离,通过采用1/4波长短路传输线结构抑制电源、控制等低频信号对接收中频的干扰,最终实现了该毫米波收发前端的小型化集成,其尺寸仅为20 mm×20 mm×1.25 mm,主要电性能满足设计要求。     

S波段接收机通道仿真与电路设计

采用自顶向下的设计方法,设计了工作于S波段的带宽为100MHz的雷达接收机前端电路。使用Agilent公司的ADS微波设计软件对系统性能给予了仿真论证。在系统性能仿真可行的情况下,分别设计出低噪声放大器、混频器、中频放大器模块,仿真结果均达到要求。前端仿真结果为：增益大于75dB,噪声系数小于3dB,镜相抑制度为60dB,灵敏度为-90dBm,动态范围为50dB。     

380GHz 辐射计前端关键技术研究

辐射计是一种用于测量物体热辐射的高灵敏度接收机,是被动微波遥感的主要工具。辐射计前端作为辐射计系 统的重要组成部分,其性能直接影响系统的指标。本文介绍一种380GHz 辐射计前端关键技术的设计,包括380GHz 分谐 波混频器及作为本振驱动的190GHz 三倍频器。其中380GHz 分谐波混频器在2.5~3.5GHz 中频输出频率范围内实测变频 损耗低于10dB,均值为9dB;等效噪声温度达到1300K,均值约为2000K。190GHz 三倍频器已完成仿真设计,在190GHz 频率点倍频效率大于25%,输出功率约18mW,在183~193GHz 的频带范围内,输出功率大于5mW。     

K波段收发多功能GaAs MMIC芯片

介绍了一种基于0.15μm GaAs pHEMT功率工艺的K波段收发一体多功能芯片。该多功能芯片包含了功率放大器和低噪声放大器及收发开关。接收支路19.6~23.0GHz内增益大于23dB,增益平坦度为±0.2dB,输入输出驻波均小于1.8,噪声低于3.5dB;发射支路21~23GHz内输出驻波小于2.2,输入驻波小于2,增益大于25.6dB。在22GHz时饱和输出功率为23.3dBm,饱和电流170mA,效率达到25.2%。该多功能芯片接收/发射由单刀双掷开关控制。芯片尺寸为:4.1mm×2.75mm×0.05mm。     

Ku频段Si基异质集成MEMS表面贴装型环行器

随着现代电子技术的发展,通信收发系统趋向小型化,对射频前端的环行器提出了小型化的迫切需求,微电子机械系统(MEMS)环行器与传统环行器相比具有尺寸小、精度高、功率高的优势。创新性地提出了一款基于MEMS工艺的可表面贴装使用的环行器,最终尺寸为6 mm×6 mm×2.6 mm,工作频率为14～18 GHz,器件损耗小于0.65 dB,隔离度大于18 dB,电压驻波比小于1.4,满足用户需求;与传统微带环行器相比,其具有精度高、一致性好、可批量化生产等特点,同时通过金属化通孔实现微波信号垂直传输,避免出现金丝/金带键合使用时的匹配复杂等难题,在通信和雷达收发组件领域有着广泛应用。     

应用于Ka波段无线通信的发射前端模块设计与制造

介绍一种应用于Ka波段无线通信的发射前端模块,该模块由混频器、微带滤波器、压控振荡器、倍频器、功率放大器构成。射频(RF)信号工作在27.4~28 GHz频段内,中频信号固定在1 GHz。仿真结果显示,在工作频段内发射前端增益超过10 dB,发射功率为11.823 dBm,并且交调信号被抑制在63 dBc以下。在全部芯片工作的条件下,温度仿真结果显示芯片的结温低于64℃。测试结果显示,在工作频段内输出端信号线插入损耗低于0.34 dB,回波损耗小于-20 dB,VCO的8分频输出功率是-10.66 dBm。     

High electromagnetic shielding of plastic package for 2.5-Gb/s optical transceiver modules

A lightweight, low-cost plastic package for a 2.5-Gb/s optical transceiver module, that also has good electromagnetic shielding properties, has been fabricated using woven continuous carbon fiber (CCF) epoxy composite. The shielding effectiveness (SE) of the CCF epoxy composite has been modeled theoretically and measured from 500 MHz to 3 GHz using the ASTM D4935 and a near-field test method. Two types of weaving patterns were studied: a balanced twill structure (BTS) and a parallel structure. The BTS was able to achieve an SE of about 80 dB under plane wave conditions and about 50 dB under near-field conditions because of the numerous conductive between crossing fibers. The SE of the proposed package is at least 20 dB greater than the previous package which used a liquid crystal polymer composite. In addition to better shielding performance, the proposed package costs less because it uses less carbon fiber. The proposed package for an optical transceiver is suitable for use in a low-cost lightwave transmission system     

基于深度神经网络的收发同时系统中自干扰数字对消算法

为了解决转发式干扰机收发同时系统中的自干扰难以对消问题,该文设计一种基于深度神经网络(DNN)的自干扰对消算法。在自干扰信号与目标信号强相关且混叠的情况下该算法可以有效地消除自干扰信号。在此基础上,该文利用分段侦收的信号快速生成干扰的方法,验证了该算法在收发同时系统中自干扰信号对消的可行性,实现了基于本脉冲的雷达干扰信号构建,对敌方雷达快速做出反应,在电子对抗中占据有利地位。该文利用典型的线性调频(LFM)和二进制相移键控(BPSK)雷达信号生成数据集训练深度神经网络,用测试集去测试网络输出的模型。实验结果表明:在收发同时系统中目标信号与自干扰信号混叠的情况下,基于DNN的自干扰对消算法可以有效消除自干扰信号,在信干比–8 dB的情况下,对消比可达到26 dB以上。     

高隔离度的连续波雷达收发天线系统

连续波雷达在强杂波下低空目标探测方面较常规脉冲雷达具有显著的优势。由于连续波雷达是同时发射和接收, 提高连续波雷达收发天线隔离是实现低空远程探测的关键。文中采用减小收发天线的互耦法和吸收法,极大地提高了连 续波雷达波导缝隙平面阵列天线系统的隔离度,用试验验证了其设计的有效性,实测结果与仿真数据相吻合,隔离度大于100 dB,对连续波雷达收发天线隔离度的工程设计具有一定的参考作用。     

K频段FH-TDD微波设备关键技术分析

为了满足我国紧跟国外微波通信发展的要求,采用时分双工工作方式、跳频抗干扰体制的微波通信机的研制非常必要。K频段FH-TDD微波机是典型的微波视距通信系统,主要用于中/短距离的"点对点"无线链接。能满足在野战环境下对中小容量微波系统的需求。采用时分双工工作方式,简化设备方案及成本,提高频谱资源利用率;采用高频段、高速率跳频(高跳速,高增益)技术,系统具有很高的抗干扰,抗截获能力。本文通过K频段微波设备的总体设计,着重论述K频段FH-TDD微波通信的时分双工控制、跳频控制和跳频同步等关键技术。     

X波段便携式战场侦察雷达收发系统低功耗设计

便携式战场侦察雷达具有低截获、高灵敏度、结构灵巧、发射功率小、架拆迅速、配置人员少等特点,其不仅适用于战场前沿,也适用于和平时期的很多场合,因此越来越被人们关注。收发系统作为便携式战场侦察雷达的重要组成部分,其功耗为工程设计的重点。便携式战场侦察雷达收/发系统的设计主要任务是在符合整机指标的前提下,如何降低功耗、体积、重量。本文论述了一种便携式战场侦察雷达收/发系统低功耗设计技术,经测试该系统功耗小于20W     

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。     

超低噪声K波段放大器仿真设计

介绍了一种超低噪声K波段放大器的设计方法,以高电子迁移率晶体管为基础,采用3级放大拓扑结构,提出了一种改进型的负反馈网络,较好地改善了电路的增益平坦度。利用Agilent公司的微波电路CAD（计算机辅助设计）软件ADS2006对电路原理图及版图进行了仿真设计,最终实现了在工作频段19．5GHz～21．5GHz内,噪声系数小于1．5dB、增益大于30dB的优异电性能。     

Design of $X$ -Band RF CMOS Transceiver for FMCW Monopulse Radar

In this paper, an X-band CMOS single chip integrating 16 building blocks is developed for frequency modulation continuous wave radar application. The quadrature and monopulse transceiver consists of a voltage-controlled oscillator, amplifiers, Wilkinson power dividers, 90deg hybrid low-noise amplifiers, rat-race hybrid, a single-pole double-throw switch, an active bandpass filter (BPF), and mixers. The transceiver is fabricated in a standard mixed-signal/RF bulk 0.18-mum CMOS technology with a chip area of 2.6 mm 3.3 mm, including contact pads. The transceiver is implemented by meandered complementary-conducting-strip transmission lines demonstrating their capability of miniaturizing circuits such as 90deg hybrid and rat-race hybrid with 95% and 98% size reduction compared to the prototype designs, respectively. The active BPF consumes 4.5 mW achieving 0-dB insertion loss at the passband. The total power consumption of the transceiver is 0.35 W. Output power of the transmitter is 1 dBm with a 35-dB second harmonic suppression. Moreover, the on-chip isolations between T/R in this compacted transceiver are more than 60 dB. The measured receiver gain and NF are -4.5 and 11.5 dB, respectively. Finally, the obtained in-phase and quadrature signals demonstrate 0.6-dB amplitude and 7deg phase imbalance.     

20 GHz band high-power onboard beam-switching circuit for multibeam satellite systems

A newly developed K-band beam-switching circuit is presented. The experimental SPDT switching circuit has a high-power handling capability of more than 10 W, low insertion loss of less than 1.2 dB, high isolation of more than 23 dB and a high-speed switching time of faster than 100 ns in the frequency band between 18.85 and 19.15 GHz.     

W频段机场异物探测雷达收发前端

主要介绍了一种用于机场异物探测雷达的W频段调频连续波（FMCW）收发前端的研究工作。基于波导T形接头的等效计算公式,对W频段波导合成电路进行了集中参数的电路建模,通过优化设计波导合成电路的参数,提高了波导合成电路的容差特性,解决了W频段波导功率合成电路加工精度要求高的问题,实现了W频段4路功率合成;采用低损耗的石英基材设计开发了微带薄膜滤波器技术,实现了W频段FMCW雷达接收前端的一体化集成设计;通过对低噪声放大器芯片键和金丝的匹配设计,实现了W频段收发前端的低噪声接收。最终实现的W频段FMCW收发前端的发射功率优于360 mW,接收机噪声系数优于5 dB。研制的收发前端为W频段FMCW雷达提供了一种有效的射频前端的解决方案。