一种高集成LTCC射频前端电路

设计并制作了一种基于LTCC技术的系统级封装多通道射频前端电路。讨论了优化系统结构设计和LTCC材料选择,采用小信号S参数和谐波平衡法进行系统原理仿真设计,用三维电磁场法进行多层LTCC基板微波电路仿真分析。依托先进的LTCC制造工艺技术,该射频前端电路高密度集成了MMIC和CMOS芯片、贴片元件、多种形式的嵌入式滤波器以及控制线、微带线、带状线等元件,实现了微波信号放大、下变频和控制,具有体积小、重量轻、低噪声、低功耗、多通道的特点。该电路性能优良,增益62dB,噪声系数2.8dB,输入驻波比小于1.8,与采用混合集成电路技术的同类产品相比体积大幅度减小。     

基于LTCC技术的WLAN射频前端的研制

采用低温共烧陶瓷(LTCC)集成技术,设计和制作了具有立体化新型结构的无线局域网(WLAN)射频前端,并对制得的产品模块进行了测试。结果表明:采用LTCC技术制得的WLAN射频前端的外形尺寸仅为29 mm×18 mm×5 mm,远小于传统同类型WLAN射频前端的尺寸。在2.4～2.5 GHz的工作频率范围内,所制WLAN射频前端的最大输出功率为27 dBm,噪声系数小于1.7 dB,接收增益大于15 dB,发射增益大于20 dB。     

基于LTCC的Ka波段带通滤波器的设计

设计了一种基于低温共烧陶瓷技术带状线形式的Ka波段带通滤波器,该滤波器被埋入11层的基板中。提出一种类同轴结构来减小共面波导到带状线转换之间的阻抗不连续性。整个带状线滤波器采用了金属直通孔来实现接地和屏蔽功能。测试结果表明,滤波器中心频率为34.69GHz,带宽1.73GHz内最大插入损耗为-4.5dB,通带内回波损耗低于-13.45dB。该测试结果包含两个射频接头。整个滤波器尺寸为9.8mm×5mm×1.056mm。这种紧凑埋置式的结构和测试结果表明,该带状线滤波器适合于毫米波多芯片组件的应用。     

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。     

400～520MHz LTCC多层片状耦合器

介绍了一种400～520MHz耦合度为-20dB的LTCC多层片状耦合器的设计。该耦合器由两个高耦合系数多层电感相互耦合而成,它的应用频率范围是400～520MHz。用标准LTCC工艺实现的耦合器尺寸仅1.6mm×3.2mm×0.76mm,耦合度-20±2dB,隔离度-35dB,反射损耗小于-20dB。     

一种基于LTCC技术的S波段接收前端的设计

本文描述一个基于低温共烧陶瓷（LTCC）的MCM封装技术的S波段接收前端制作与设计,电路集成了MMIC有源芯片和无源芯片在多层LTCC基板上,介绍电路设计特点及实际测试结果。电路具有结构紧凑体积小、重量轻、高可靠等特点。     

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。     

南京电子器件研究所研制成功微波单片组装模块

<正>南京电子器件研究所在研制成功MMIC的基础上,用多芯片微波组装技术,研制成功了四种接收机前端。 (1)C波段前端 由单片低噪声放大器、单片混频器及单片前置中频放大器组成。整个前端封装于20mm×25mm×5mm的管壳中构成小型模块。信号频率为C波段,中频为40～1000MHz,本振功率5mW,总增益大于30dB,噪声系数典型值3dB,最优值2.5dB。 (2)脉冲接收机前端 包括单片开关、单片低噪声放大器、单片混频器三部分,组装于20mm×25mm×5mm管壳中,重量为6克。工作频率为C波段,开关隔离度大于40dB,噪声系数小于8dB。 (3)前置放大器模块 该模块组装于9mm×l8mm×4mm微带管壳内,也工作于C波段,含有AGC功放,AGC范围0～18dB,输出功率P_(-1dB)分别为35,150,580mW三种,用户可根据需要组合成功率放大链。 (4)脉冲前置放大器模块 模块尺寸与(3)同,C波段性能为P_(-1dB)150,580mW。     

采用LTCC技术的X波段接收前端MCM设计

多芯片组件(MCM)是目前实现机载雷达接收前端小型化的最有效途径。文中对X波段全频段多功能接收前端的组成、采用LTCC技术的MCM设计实现及实物测试数据进行了叙述和分析,给出了采用LTCC技术的X波段多功能接收前端MCM设计的一种解决方案。该MCM接收前端的测试指标满足雷达通用接收前端要求,为雷达小型化多功能接收前端的设计提供了参考依据。     

Ka波段LTCC基片集成圆腔滤波器设计

将低温共烧陶瓷(LTCC)技术与基片集成波导圆腔(SICC)技术相结合,设计了一个Ka波段的四阶带通滤波器。该滤波器在28.25~30.25 GHz的通带内,插入损耗小于1.3 dB,回波损耗大于31 dB,LTCC多层基板布线的特性使得SICC谐振腔滤波器从二维平面走向三维立体,在保持滤波器高性能的同时大大缩小了尺寸,并且谐振模TM_(010)模的选用以及共面波导探针形式的输入输出,进一步减小了滤波器的体积,最终尺寸仅为3.5 mm×3.5mm×1.152 mm,与传统同类型的平面滤波器相比较,所占基板面积减小了50%以上。     

基于低温共烧陶瓷技术的Ku波段低噪声放大器

设计了一种基于低温共烧陶瓷(Low temperature co-fired ceramic)技术的Ku波段低噪声放大器。将低噪声放大器的MMIC芯片集成于LTCC基板中,利用三维全波电磁场软件设计和优化了LNA的无源模型,包括金丝、通孔阵列和多层地平面。金丝用来连接MMIC芯片和微带,通孔用来连接不同地平面。分析了两根平行金丝的π型等效模型并提取了该模型的参数,研究了通孔阵列的间距以得到良好的接地效果。为了得到LNA完整的仿真,将整个无源模型的电磁场数据导出到ADS软件中,并和MMIC芯片的S参数一起协同仿真,最终得到优化结果。测试结果表明该LNA在12~17GHz的频段内,具有40dB的增益,±1.215dB的带内平坦度,2.9dB的噪声系数。     

基于LTCC技术的手机天线开关滤波器

采用LTCC工艺进行手机天线开关滤波器的设计,用于手机天线开关发射端GSM850/900MHz、GSM1800/1 900MHz。整个LTCC滤波器体积为2.5mm×3.2mm×0.75mm,其中包含两个低通滤波器,用于二次谐波和三次谐波的抑制。GSM850/900通带插损小于0.75dB,带内二次谐波抑制度大于23dBc,三次谐波抑制度大于40dBc;GSM1 800/1 900通带插损小于0.7dB,带内二次谐波抑制度大于26dBc,三次谐波抑制度大于28dBc。     

一种新型集成化X波段低噪声放大器

低温共烧陶瓷 (LTCC)和倒装芯片 (FC)是实现小型化、高可靠微波组件的一种理想的组装和互连技术。文中对带有埋置式电阻的 LTCC微波多层互连基板和倒装芯片组装技术进行了研究 ,以研制出体积小、重量轻、微波性能好的高密度集成化 X波段低噪声放大器。利用商用三维电磁场分析软件 HFSS对集成化低噪声放大器组装和互连中的关键参数进行了仿真和优化。研制出的集成化 X波段低噪声放大器带宽为 1 .6GHz,增益≥ 2 8d B,噪声系数≤ 2 d B,输入 /输出驻波≤ 1 .8,体积仅为 1 2 mm× 6mm× 1 .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。     

层叠式LTCC低通滤波器设计

给出带有衰减极点的层叠式LTCC低通滤波器的结构模型。滤波器外形尺寸为2.0mm×1.2mm×0.9mm,采用εr=7.8、tanδ=0.0047微波陶瓷介质材料,设计出的截止频率?c=300MHz的低通滤波器,通带最大插入损耗为0.8dB,通过引入一个衰减极点,提高阻带的衰减性能,同时获得陡峭的过渡带。     

一种宽带多通道瓦片式T/R组件的研制

介绍了一种多通道瓦片式T/R组件的研制方法和关键技术。针对组件结构尺寸紧张、工作频率高且频带宽的要求,提出了一种新的高集成T/R组件三维立体组装方法,同时采用了多功能单片微波集成电路(MMIC)芯片技术、多芯片组装(MCM)技术提高集成度。通过对组件的热设计和密封性设计,确保了组件使用的长期可靠性。成功研制出尺寸为41.8 mm×8 mm×8.2 mm、质量不超过13 g的瓦片式T/R组件,具有4个收发通道,每个通道包含6位数控移相器和6位数控衰减器。该组件集成度高、散热性好、可靠性高,较传统T/R组件在尺寸和重量上具有突破性的优势,大大减小了雷达尺寸,使其更好地满足高性能共形有源相控阵雷达的需要。     

一种新颖的DC～50GHz低插入相移MMIC可变衰减器

介绍了一种新颖的 DC～ 5 0 GHz低相移、多功能的 Ga As MMIC可变衰减器的设计与制作 ,获得了优异的电性能。微波探针在片测试结果为 :在 DC～ 5 0 GHz频带内 ,最小衰减≤ 3 .8d B,最大衰减≥ 3 5± 5 d B,最小衰减时输入 /输出驻波≤ 1 .5 ,最大衰减时输入 /输出驻波≤ 2 .2 ,衰减相移比≤ 1 .2°/d B。芯片尺寸 2 .3 3 mm× 0 .68mm× 0 .1 mm。芯片成品率高达 80 %以上 ,工作环境温度达 1 2 5°C,可靠性高 ,稳定性好     

Pi型电感耦合LTCC滤波器的寄生感性耦合研究

对二阶Pi型电感耦合LTCC滤波器中各个元件的电容及电感寄生效应进行了分析,提出了一种新的寄生电感耦合分析方法,并根据分析结果设计了一个二阶Pi型电感耦合和一个二阶Pi型电容耦合LTCC带通滤波器,其中,电感耦合滤波器的设计指标为:中心频率2.45GHz,相对带宽32.65%,带内插入损耗2dB,回波损耗18 dB;电...     

基于RC-CR多相网络的镜频抑制接收机MMIC

基于RC-CR多相网络技术研制了一款S波段镜频抑制接收机单片微波集成电路(MMIC),在MMIC芯片上集成S波段低噪声放大器(LNA)、差分IQ混频器、本振(LO)驱动放大器、RC-CR多相网络滤波器等电路单元,实现了S波段单片镜频抑制接收机,解决了镜频接收机小型化的问题.电路、电磁场软件仿真以及采用GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺流片后的结果表明,在S波段实现了噪声系数小于1.8 dB,增益大于12 dB,中频(150±5) MHz带内镜频抑制大于35 dBc的技术指标.MMIC的芯片尺寸为4.8 mn×2.5 mm×0.07 mm.此镜频抑制接收机MMIC具有指标优异、体积小、集成度高的特点,可广泛用于各种需小型化的相控阵雷达和通信系统中.     

LTCC 450 MHz CDMA功放模块的研制

对LTCC埋层电感进行了研究,以研制体积小、低损耗、微波性能好的高密度功放模块。利用商用三维电磁场分析软件HFSS对LTCC集成化功率放大器PA组装和互连中的关键参数进行了仿真和优化。研制出450MHzCDMA手机LTCC功率放大器,增益29.0dB,VSWR为2.0∶1,PAE为34%,体积为6mm×6mm×1.2mm。