基于LTCC技术的Ku波段四通道T/R组件研制

基于相控阵雷达的应用需求,利用LTCC多层基板技术,研制了Ku波段四通道T/R组件。该组件通过三维布局实现了组件的小型化和轻量化,同时也保证了射频、电源和控制的信号完整性。通过微带线变换带状线的优化设计,实现了良好的传输性能,提高了四通道信号间的隔离度。腔体内部做了隔墙设计,避免四通道的信号干扰,保证一致性。最终研制实现的小型化Ku波段四通道T/R组件,尺寸仅为70 mm×37.8 mm×11.5 mm,质量约53 g,组件接收增益大于25 dB,噪声系数小于4 dB,发射功率大于16 W。该T/R组件四通道一致性好,性能稳定,具有较好的应用价值。     

基于LTCC的X波段四通道发射SiP模块

面向雷达相控阵系统应用,研制了一款X波段四通道发射封装内系统(SiP)模块。SiP模块采用低温共烧陶瓷(LTCC)基板,共28层,设计最小线宽为150μm,且内置埋阻。模块集成了驱动放大器、低噪声放大器(LNA)、幅相多功能等芯片,并将四功分器和交叉带状线网络设计于基板内部,提高了模块的集成度和通道间隔离度,采用内部互连的LTCC基板实现了多种有源器件和无源结构的三维集成。测试结果表明,在工作频率9～10.5 GHz, SiP模块单通道增益≥37 dB,输出功率可达24 dBm,通道间隔离度≥25 dB。SiP模块尺寸仅为20 mm×20 mm×2.65 mm,质量约3.35 g。实现了X波段多通道SiP模块的高性能、高集成度和小型化,可广泛应用于相控阵雷达的T/R组件中。     

基于LTCC多层基板的X波段T/R组件小型化设计

介绍了一种适用于星载X波段相控阵雷达T/R组件的设计,新兴的LTCC多层基板技术为其小型化和轻型化提供可能。详细讨论了组件结构、装配工艺及电磁兼容优化设计,其中包括微波电路布局、接地层参数优化设计和多芯片组件的键合互连技术等。最后,给出了小尺寸轻型试验样件的实测参数,单只组件体积仅为75×22×10 mm3,重量仅为37 g,组件输出功率大于6 W。     

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。     

基于LTCC技术的X波段四通道T/R组件设计

文章介绍了一种基于LTCC技术的X波段四通道相控阵雷达T/R组件设计。详细地介绍了组件各部分电路的主要功能,无源电路设计仿真,LTCC基板设计、装配工艺。最后,给出了该组件的实测电参数,尺寸及重量。     

基于三维集成技术的Ku波段四通道T/R模块

基于三维集成技术研制了一款适用于表面贴装技术的Ku波段四通道T/R模块.模块内部设计成两层层叠结构,层间使用球栅阵列实现互连,仿真分析模块微波垂直互连结构、腔体谐振和散热模型,实现模块的小型化.模块集成了数控移相、数控衰减和串并转换等功能,由幅相控制多功能芯片、开关功率放大器芯片、限幅低噪声放大器和控制芯片构成.测试结果显示,在Ku波段内,单路发射通道饱和输出功率大于30 dBm,接收通道增益大于20 dB,噪声系数小于3.5 dB,模块尺寸为16 mm×16 mm×2.5 mm.     

TCLL多层微波互连基板布局布线设计及制造技术

采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术制造多层微波互连基板,可以研制出高密度的T/R组件.讨论了多层基板中微带线和带状线的结构及其优化设计技术,介绍了制造工艺流程和关键工艺难点.     

基于LTCC多层基板技术的宽带T/R组件设计

介绍了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)多层基板工艺的宽带发射/接收(T/R)组件的设计,详细论述了组件的电路布局和装配工艺,给出了具体的测试数据。T/R组件的体积为65mm×29mm×9mm,连续波输出功率大于25W,均方根移相误差小于3°,已达到工程应用要求。     

基于硅基MEMS工艺的Ka波段四通道短砖式三维集成T/R微系统

基于硅基微电子机械系统(MEMS)工艺设计了一种Ka波段四通道短砖式三维集成T/R微系统，实现四通道收发及功率合成功能。器件每个通道具备6 bit数控移相、5 bit数控衰减、电源调制等功能。该T/R微系统由两层硅基MEMS模块堆叠而成，每层硅基模块内部异构集成多个单片微波集成电路(MMIC),内部采用硅通孔(TSV)实现垂直互连，层间采用植球互连，器件尺寸为18 mm×19.5 mm×3 mm。经测试，在33～37 GHz频段内，器件单通道饱和发射功率大于30 dBm,接收增益约为35 dB,噪声系数小于4.6 dB。器件兼顾高性能和高集成度，可应用于雷达相控阵系统。     

X波段大功率T/R组件

采用公共支路、发射支路、接收支路和电源调制及控制电路,设计制作了一种X波段大功率T/R组件。在组件中,利用低温共烧陶瓷(LTCC)基板实现了多层互连,采用Wilkinson功率合成器实现了大功率输出。在组件布局上,充分考虑腔体效应,合理安排各电路单元。在制作工艺方面,采用单元装配的方式,合理设置温度梯度。该组件在X波段9～10 GHz带宽范围内,接收支路噪声系数小于3.1 dB,接收增益为(25.7±0.2)dB,发射支路的功率增益大于30 dB,输出脉冲功率大于15W,移相均方根误差小于2°,衰减幅度均方根误差小于0.25 dB。     

LTCC微波多层互连基板制造工艺研究

介绍用于X波段的T／R组件的TLCC微波多层互连基板制造工艺,讨论LTCC工艺参数对基板高频性能的影响。     

X波段带幅度加权功能T/R组件设计

体积小、重量轻、高性能、高可靠性的T/R组件的研制已经成为目前的研究热点。介绍了一种具有收发幅度加权功能的X波段T/R组件的原理及设计方法,该组件基于多层低温共烧陶瓷(LTCC)工艺实现,在一块LTCC基板上集成了电阻、电容、ASIC、MMIC等器件,最后给出了组件的测试结果。主要性能:发射功率大于40 d Bm,接收增益大于20 d B,噪声系数小于3.5 d B,重量90 g。     

C 波段全固态T / R 组件设计

C波段星载合成孔径雷达(SAR)系统是应用于海洋目标监视的有力手段之一.基于T/R组件的有源相控天线可靠性高,成为现阶段星载SAR雷达的研究热点,其对T/R组件的需求特点包括:高效率、低功耗、重量轻、费用低、高幅度相位稳定性和高可靠性.文中介绍了最新研制的四通道C波段星载T/R组件,采用微波多芯片组件技术,T/R组件通道间距为1/4波长,其输出功率大于22W,噪声系数2.3dB,接收增益大于23dB,功率附加效率大于23％,重量小于200g.     

基于硅基堆叠SIP技术的超宽带T/R组件

传统的超宽带T/R组件采用的是两维砖块式结构,体积和重量已不适应目前小型化、低剖面、易共形的相控阵 天线要求。文中提出的基于硅基堆叠系统级封装(SIP)技术,将四通道的射频芯片高度集成在硅基介质基板上,将多层介 质基板厚金压合,实现多层堆叠的三维封装。通过采用芯片多功能集成技术和超宽带射频信号的垂直互连技术,设计出 三维堆叠的四通道超宽带T/R 组件。T/R 组件带宽为6 GHz~18 GHz,单通道的发射功率优于23 dBm,接收增益优于 20 dB,可实现6 位数控衰减及6 位数控移相,尺寸仅有13.0 mm×13.0 mm×3.4 mm。该技术可以实现多通道超宽带T/R 组件的SIP封装,有利于工程应用。     

C波段LTCC高频前端模块的研究与实现

针对现有雷达高频接收组件尺寸大、集成度不高的情况,采用低温共烧陶瓷(LTCC)多层基板、单片微波集成电路(MMIC)芯片和微组装技术,设计和实现了C波段LTCC高频前端模块。该模块采用二次混频方案,包含限幅器、放大器、滤波器、衰减器、混频器等;其中主要器件用MMIC芯片实现,滤波器埋置在LTCC多层基板中实现,极大减小了模块的尺寸,模块最终尺寸为64 mm×20 mm×1.1 mm,比现有的接收组件尺寸减小了50%。经测试,该LTCC高频前端模块的增益大于40 dB,带内平坦度小于2 dB,噪声系数小于5 dB,镜像抑制度优于51 dB。可将高频前端模块应用于雷达高频接收组件中,从而减小组件尺寸。     

基于LTCC技术的表贴式微波模块设计

给出了一种新型无引线表贴式微波模块设计方法。采用LTCC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,完成表贴式互连结构设计。在DC-18GHz内,该表贴互连驻波小于1.5,插入损耗小于1.5dB(含测试盒插入损耗)。在此基础上设计、制作了一款表贴式X波段有源多功能模块,在9～10GHz内,测得噪声系数小于4dB,输出功率大于21dBm。尺寸仅为13×13×4.5mm3,重量小于3g。     

一种集成环行器的X波段三维异构集成T/R模组

微电子机械系统(MEMS)环行器被广泛应用于射频(RF)T/R微系统中，解决共用天线且收发隔离的问题。基于硅基三维(3D)异构集成工艺，设计了一种集成MEMS环行器的X波段T/R模组。该模组以高阻硅为介质基板，在硅基板上、下表面电镀金属图形，并堆叠多层硅基晶圆，在硅基模组上封装了集成无源器件(IPD)环行器，完成了多种微波芯片和MEMS环行器的系统级封装(SiP),将环行器紧凑集成在硅基T/R模组中。模组尺寸为12.0 mm×11.3 mm×2.0 mm。测试结果表明，在8～12 GHz频带内，模组接收通道增益为27 dB,接收通道噪声系数小于3.2 dB;发射通道增益为33 dB,饱和输出功率大于2 W。     

一种Ka频段瓦片式接收组件的设计与实现

根据机载卫星通信系统低轮廓天线的需求,应用微组装工艺设计了一种由53层LTCC微波基板组成的Ka频段2×2瓦片式接收组件,集成了低噪声放大器、移相器、衰减器及微波分合路网络等电路。对瓦片式组件的垂直互联、通道间互耦等关键技术开展了研究,采用补偿的同轴结构、优化腔体布局等措施解决了垂直互联传输损耗大及通道相互干扰的问题。采用BGA球进行基板间三维高密度互联,集成了34只各类元器件。测试结果与方案设计指标一致,接收组件噪声系数小于2.1 d B,通道增益大于20 d B,功耗小于0.5 W,重量仅为3 g,尺寸为14.2 mm×14.2 mm×4.5 mm。     

基于LTCC腔体结构的新型微波多芯片组件研究

 传统的微波多芯片组件(MMCM)金属壳体气密封装存在需要增加重量、互连线和成本等缺点.采用低温共烧陶瓷(LTCC)腔体技术为MMCM研制提供了一种实现微波互连基板和封装外壳一体化的理想解决方案.本文采用微波分析软件对微波LTCC腔体及其过渡结构进行了仿真和优化,并与LTCC腔体试验样品的测试结果进行了对比,两者吻合较好.采用微波LTCC腔体技术研制成功一个X波段T/R组件接收支路.     

C波段高集成高功率GaN T/R模块研究

采用ADS软件仿真设计了一种基于GaAs小信号单片微波集成电路(MMIC)、GaN大功率MMIC和多层复合介质板的C波段小型化发射/接收(T/R)模块,实现了微波信号的放大、收发控制、数字幅相控制及+28 V高压电源调制的一体化,具有小体积、轻量化、低噪声、高功率、高效率等特点.TR模块尺寸为33 mm×65 mm×10 mm,在C波段实现指标为:发射功率50 W,功率附加效率28％,接收增益37 dB,噪声系数3 dB.