一种低损耗毫米波垂直互联设计

设计了一种利用球栅阵列(BGA)的毫米波垂直互联,解决了毫米波系统三维(3D)集成时层间信号互联的低损耗传输问题.根据传输线理论,利用电磁仿真软件对这种采用BGA的垂直互联进行了仿真,并对层间通孔半径、焊球半径、焊盘半径等对传输性能的影响进行了分析.样件测试结果显示,在28.4~30.4 GHz,其层间垂直传输损耗小于0.36 dB,反射小于-15 dB.该垂直互联结构简单、性能良好,可广泛用于毫米波微系统3D集成.     

小型化滤波放大器三维集成设计

针对滤波放大器中滤波器体积大、数量多的特点,提出了一种基于三维集成技术的小型化设计方法。该方法利用球栅阵列连接,实现多个基板的三维集成互联组装。将放大电路置于下层基板,滤波器置于中间层基板,上层基板作为滤波器的屏蔽层,通过焊球实现信号互通和电磁屏蔽隔离。该设计可缩小多个滤波器级联时电路布局尺寸,为实现高集成、小型化、多功能的滤波放大器产品提供了有效的解决方案。     

基片集成脊波导毫米波板间垂直互联结构研究

在毫米波系统级封装(System-On-Package,SOP)中,需要一种宽带、小型化、易集成的板间垂直互联电路,以实现不同功能层之间毫米波信号的可靠互联。不同于常规基片集成波导(SIW),提出一种基于Z向基片集成脊波导(Substrate-Integrated-Riged-Waveguide, SIRW)的毫米波板间垂直互联结构。该结构体积小、易集成,可与多层基板加工工艺兼容、一体化同步实现。最后利用低温共烧陶瓷(Low Temperature Cofired Ceramic, LTCC)加工工艺,制作了背靠背互联实物,电路接口尺寸2.2 mm′1.3 mm,经测试在28~36 GHz 频带内实现单个互联插损小于0.45dB,带内平坦度优于±0.5dB,回波损耗优于-12dB。     

超越BGA封装技术

简要介绍了芯片级封装技术诸如芯片规模封装(CSP)、微型SMT封装(MSMT)、迷你型球栅阵列封装(miniBGA)、超级型球栅阵列封装(SuperBGA)和mBGA封装。     

X波段三维异构片式收发SiP模块设计

采用硅基三维异构集成技术,在极小的体积内,将多个微波单片集成电路(MMIC)和无源功分网络一体化集成,实现了一种X波段4通道片式收发系统级封装(SiP)。该SiP由2个体硅堆叠封装(PoP)而成,不同封装通过球栅阵列(BGA)方式互连,单层封装的内部腔体上下面均贴装芯片,封装内部采用硅通孔技术(TSV)实现垂直互连,SiP尺寸为14 mm×14 mm×3.2 mm。测试结果表明,在8~12 GHz内,SIP 4个通道的发射饱和输出功率≥30.5 dBm,接收增益≥24.5 dB,噪声系数≤3 dB,接收输入P_-1≥-26 dBm,同时具备6位数控移相和6位数控衰减功能,重量约1 g,可广泛用于微波收发系统。     

微波毫米波多芯片模块三维互联与封装技术

微波毫米波固态有源相控阵天线在通信、雷达和导航等电子装备中得到广泛应用,三维互联与封装技术是研制小型化、高集成和高可靠有源相控阵天线的微波毫米波多芯片模块(MMCM)的关键技术。通过开展三维多层多芯片热布局优化设计,使MMCM 温度分布均匀,保证三维MMCM 可靠工作。通过研发含有双面高精度腔体的低温共烧陶瓷(LTCC)多层电路基板,并采用球栅阵列(Ball Grid Array, BGA)和毛纽扣微波毫米波垂直互联工艺、激光密封焊接工艺,研制出小型化、高性能和高可靠性的三维微波毫米波多芯片模块,满足新一代微波毫米波相控阵天线技术要求。     

BGA器件的返修

随着电子产品向着便携式、小型化、网络化和多媒体化方向的迅速发展,对电子组装技术提出了更高的要求,新的高密度组装技术不断孕育而出,其中球栅阵列封装(BGA)就是一项已经进入实用化阶段的高密度组装技术。 在80年代,人们对电子电路小型化和I/O引线数提出了更高的要求。虽然SMT使电路组装具有轻、薄、短小的特点,对于具有高引线数的精细间距器件的引线间距以及引线共平面度也提出了更为严格的要求,但是由     

BGA焊点的质量控制

BGA是现代组装技术的新概念，它的出现促进SMT(表面贴装技术)与SMD(表面贴装元器件)的发展和革新，并将成为高密度、高性能、多功能及高I／O数封装的最佳选择。本文将结合实际工作中的一些体会和经验，就BGA焊点的接收标准、缺陷表现及可靠性等问题展开论述，特别对有争议的一种缺陷空洞进行较为详细透彻的分析，并提出一些改善BGA焊点质量的工艺改进的建议。     

BGA封装在阵列、网络和连接器上的应用趋势

随着集成电路的速度和密度增加，其他元件制造商开始着手生产用于阵列、网络和连接器的更小尺寸的封装件。     

毫米波硅基SiP模块设计

设计了一款采用硅基板作为载体的毫米波上变频微系统系统级封装(System in Package, SiP)模块。该模块利用类同轴硅通孔(Through-Silicon-Via, TSV)结构解决了毫米波频段信号在转接板层间低损耗垂直传输的问题。该结构整体采用四层硅基板封装,并在封装完成后对硅基射频SiP模块进行了测试。测试结果显示,在工作频段29～31 GHz之间,其增益大于27 dB,端口驻波小于1.4,且带外杂散抑制大于55 dB。该毫米波硅基SiP模块具有结构简单、集成度高、射频性能良好等优点,其体积不到传统二维集成结构的5%,实现了毫米波频段模块的微系统化,可广泛运用于射频微系统。     

毫米波D2D通信上下行链路吞吐量优化方案

5G通信技术中终端直通(D2D通信)的功率分配是近期研究的热点,为了提升系统容量和频谱利用率,将毫米波与D2D通信技术结合,在此技术中,针对28GHz频段上行链路及下行链路蜂窝网络中的D2D资源分配进行了研究,将其系统总吞吐量达到最大化算法进行优化。首先,推导出每个D2D对所对应的准入集,其次,在考虑每个D2D对用户以及蜂窝用户功率控制情况下,分别求出上行链路及下行链路中的吞吐量,最后,在保证D2D对总吞吐量最大化前提下将蜂窝用户信道分配给D2D对。仿真结果表明,所提出的方案可以提高系统的吞吐量。     

一种基于硅基MEMS三维异构集成技术的T/R组件

基于硅基微电子机械系统(MEMS)三维异构集成工艺,设计并制作了用于相控阵天线系统的三维堆叠式Ku波段双通道T/R组件。该组件由两层硅基结构通过球栅阵列(BGA)植球堆叠而成,上下两层硅基封装均采用5层硅片通过硅通孔(TSV)、晶圆级键合工艺实现。组件集成了六位数控移相、六位数控衰减、串转并、电源调制、逻辑控制等功能,最终组件尺寸仅为15 mm×8 mm×3.8 mm。测试结果表明,在Ku波段内,该组件发射通道饱和输出功率大于24 dBm,单通道发射增益大于20 dB,接收通道增益大于20 dB,噪声系数小于3.0 dB。该组件性能好,质量轻,体积小,加工精确度高,组装效率高。     

Hybrid beamforming design based on unsupervised machine learning for millimeter wave systems

This article proposes a hybrid beamforming design with reduced channel state information (CSI) feedback. We use a beam sweeping procedure to provide channel measurements and feed a CSI report scheme. Thereby, the base station (BS) can perform an adequate estimation of the channel characteristics with reduced signaling overhead. Consequently, we need short pilot sequences and very few precoding matrix indicators (PMIs) to properly describe channel behavior. Moreover, we also evaluate different user selection strategies based on unsupervised machine learning framework that exploits the channel information provided by the proposed beam sweeping scheme. Our performance evaluation indicates that the user selection based on fuzzy c‐means is able to efficiently explore the reduced CSI. The proposed hybrid beamforming scheme reduces the multi‐user interference and achieves significant gains in total data rate as channel conditions and interference environment becomes more challenging.     

高定位精度的毫米波全息图像三维目标检测

投影角度不同导致目标的形状及尺寸变化限制了基于主动式毫米波（AMMW）全息图像投影视图的隐匿物品二维检测方法对小目标检测性能的提升,为此,提出了基于点云的隐匿物品三维检测方法。通过阈值化处理将AMMW全息图像转换为点云输入经空洞卷积及多分支结构改进的SECOND三维目标检测器,提取对目标的三维几何理解及其多尺度上下文信息以提高对小目标的检测能力。实验结果表明,较基于投影的二维检测方法,该方法平均召回率（AR）提升了3.33%,有效提升了定位精度;在交并比（IOU）阈值为0.5时的检出率提升了8.75%,虚警率降低了1.78%,平均精度（AP）提升了7.11%,不同IOU阈值下的平均AP提升了4.30%,有效提升了检测精度;检测速度为17.3 FPS,达实时水平。     

On the MMSE‐based multiuser millimeter wave MIMO hybrid precoding design

A hybrid MMSE‐based precoder and combiner design with low complexity is studied in this paper for both the downlink and uplink multiuser millimeter wave MIMO systems. At first, according to the underlying channel knowledge, the phases of the RF precoder and combiner are manipulated by using the MMSE criterion. On the basis of the MMSE‐based analog precoder design, the MMSE‐based digital baseband precoder can be readily derived. Thus, this method combines the advantage of using the MMSE precoding and phase extraction technique to obtain a reasonable solution. The proposed hybrid precoding design will be examined in both the uplink and downlink multiuser MIMO systems. Numerical results are presented to show that the proposed MMSE‐based hybrid precoding design is capable of attaining superior performance in terms of both the spectral efficiency and energy efficiency over the existing designs. Moreover, we will show that the MMSE‐based design can be readily extended to the multiuser millimeter wave MISO systems when only statistical channel state information is available.     

近场毫米波三维成像算法

介绍了一种近场毫米波三维成像算法。首先对目标进行二维成像,然后提出一种基于局部信息联合BM3D自适应滤波滑窗算法,有效保留了图像信息并抑制杂波,实现三维成像重构。分别从系统平台、信号回波模型、后向投影与全息成像算法及成像结果、图像滤波、三维成像重构展开介绍,所得结果验证了实验的可行性和准确性,在诸多场景中具有广阔的应用价值。     

基于平衡探测的RoF系统的毫米波研究

通过理论建模,在中心站利用法布里一珀罗(F-P)滤波器从可调谐激光器中滤出两束相位近似相等的相干光,经过2x2光纤耦合器耦合之后,在基站利用两个光电探测器进行平衡探测产生了毫米波信号.经仿真对比,相位噪声和系统强度噪声得到了极大的改善.     

基于自适应稀疏表示的被动毫米波图像恢复

为了克服傅立叶域和小波域正则化方法不能同时保持目标特征和有效滤除噪声的缺点,提出一种被动毫米波图像恢复的新方法。它利用稀疏表示表达信号灵活的特点,对逆滤波后的毫米波图像采用基于奇异值分解的K聚类（K-SVD）算法进行学习,自适应地得到图像恢复需要的基函数。与傅立叶域和小波域正则化方法相比,论文方法采用了自适应的处理方法,因此能够更好地保持目标特征,更有效地抑制噪声,进而更好地恢复图像。将论文方法用于被动毫米波仿真图像的恢复,得到了很好的结果。因此,它是一种有效的被动毫米波成像方法。     

基于特征增强的被动毫米波成像方法

为了克服现有被动毫米波成像方法的缺点,将识别需求有效地融入到成像中,提出了一种特征增强的成像方法。在成像中增强识别所需要的特征可以提高成像质量,提高识别率,新方法采用了成像与识别需求相结合的方案。在被动毫米波目标识别中,点特征和区域特征是很重要的特征。通过选取成像目标函数的特征项来增强目标的点特征和区域特征。将新方法用于被动毫米波仿真数据,可以很好地恢复图像,其成像结果优于维纳滤波的成像结果。同时它还能够有效地增强目标识别所需要的点特征和区域特征。该方法是一种有效的被动毫米波成像方法。