小型化AGC模块研制北大核心CSCD

AGC(Automatic Gain Control)模块应用于卫星无线通信系统中,实现中频信号放大以及自动增益控制功能,具有增益高、动态范围大的特点。随着系统小型化需求日益迫切,必须在保持性能和可靠性指标的基础上推进AGC模块小型化。文中首先采用单片电路技术改造混合集成工艺的单元电路,利用E-pHEMT(增强型高电子迁移率晶体管)单片工艺设计了一款电调衰减器及放大器芯片,使单元电路的面积分别缩减至0.9 mm×0.9 mm和0.4 mm×0.6 mm,仅为原单元电路的1/30。通过单元电路与整体电路联合设计优化,在保证整体电路性能的基础上,简化了电路结构,减少了6个元器件。在芯片化改造的基础上,进一步小型化整体电路,使整体电路体积减小了18%。通过上述系列措施,最终将电路体积缩小至18 mm×15 mm×3.5 mm,仅为原电路的1/3且增益和遥测电压性能指标进一步提升。     

Ku频段LTCC上变频模块设计

针对卫星通信系统小型化需求,介绍了一种基于LTCC技术的Ku频段上变频模块设计。采用薄膜微组装工艺,设计了小型化高性能多工器,利用低温共烧陶瓷(LTCC)技术,通过对LTCC微波信号过渡结构进行仿真和优化,以及带传输零点的高抑制度X和Ku频段LTCC滤波器的设计,使小型化的同时模块的电性能指标得到保证。最终实现的Ku频段LTCC上变频模块的体积为39.2 mm×33.1 mm×13 mm,约为原来的1/8,LTCC技术有效地实现了产品的小型化。     

一款可覆盖DC-20 GHz的带引线的表贴管壳的设计

利用高温共烧陶瓷(HTCC)工艺,研制了一款具有6根射频引脚的有引线封装微波管壳,外形尺寸为20 mm×15 mm×5 mm.同时,在此基础上设计、制作了一款带引脚的表贴式Ku波段双通道下变频3D-SIP模块,成功实现了模块的表贴化,小型化和封装标准化.其尺寸仅为传统设计方案的5％,重量小于5 g.     

基于IFM的小型化线性射频放大器设计

采用六级VMMK-2503高线性度增益方块级联,插入增益均衡与带通滤波模块,设计了一款小型化线性射频放大器,在5.8～8 GHz频带内,其小信号增益达70 dB,增益平坦度小于±1 dB,输入输出驻波比等技术指标优良。由于VMMK-2503采用晶片级封装技术与内匹配设计,电路设计简单,缩短了研发周期,降低了设计成本,提高了技术指标,有利于射频电路的小型化与集成化,放大器电路尺寸仅为92 mm×9 mm×1.2 mm。并对其进行了模块电磁兼容设计,以提高组件稳定性,最终满足用户要求,已成功用于某型号瞬时测频接收机中。     

一种四通道X波段放大组件的研制

为适应微波电路高性能、高可靠、多功能、小型化的发展趋势,介绍了一种四通道一体化设计的具有限幅功能的x波段放大组件。该组件利用微波混合集成电路工艺和芯片微组装工艺实现,阐述了其小型化设计方法。测试结果表明：该组件尺寸为52mm×56mm×14mm,电性能达到指标要求。     

小型化封装的四通道多功能电路

基于GaAs E/D赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺、多层陶瓷管壳工艺和芯片微组装工艺技术,设计并制作了一种微波小型化封装四通道多功能电路.该多功能电路集成了通道选择、6 bit移相和4 bit衰减等功能,由低噪声放大器(LNA)芯片、功分开关网络多功能芯片(MFC)、数控移相衰减多功能芯片、3-8译码器芯片和多层陶瓷外壳组成.测试结果表明,在频率为2.0～3.5 GHz时,电路增益大于16 dB,噪声系数小于1.3 dB,端口电压驻波比(VSWR)小于1.5∶1,多功能电路采用+5 V/-5 V供电,工作电流分别为110 mA@+5 V,48 mA@-5 V.多功能电路的封装尺寸为19.0 mm×17.0 mm×3.1 mm.     

米波功率放大器模块的小型化设计和研制

介绍了一种VHF功率放大器模块的小型化设计方法.为了解决设计中实现电性能指标所需电路多与功放模块体积小和功放模块的功率耗散大与模块盒体有效散热面积小这两个主要矛盾,采用了独特的腔体结构、简单的电源调制技术和传输线变压器宽带匹配技术.研制出的模块工作频率为220～270 MHz,增益50 dB,输出脉冲功率170 W,工作脉宽1 ms,占空比11%,体积为50 mm×40 mm×16 mm.该功率放大模块的研制成功为系统的小型化创造了一定条件.     

基于3D-SiP技术的小型化混频锁相源的研制

基于电路三维垂直互连，采用系统级封装技术，研制了一款Ku波段小型化锁相源，尺寸仅为16 mm×11 mm×3 mm，通过SiP模块电性能设计与电磁学、热力学、结构力学仿真的结合，实现了12～14 GHz频率信号的输出。测试结果表明，锁相源的输出信号相位噪声为-95 dBc/Hz@1 kHz，杂散抑制大于65 dBc，且测试结果与仿真结果相吻合。     

基于微波多层板的小型化多通道接收前端设计

基于微波多层板技术,通过对单片微波集成电路(MMIC)、微机电系统(MEMS)和低温共烧陶瓷(LTCC)滤波器等微组装工艺的优化和分析,使多通道接收前端进一步实现小型化设计和应用。同时,对电路和结构进行改进,使前端组件具有更好的幅相一致性和高隔离度。最终实现的C频段四通道接收前端尺寸为120 mm×50 mm×12 mm,幅相一致性分别小于±0.8 d B和±5°,通道间隔离度高于60 d Bc。该设计方法的实现为小型化多通道接收前端的工程化应用提供了一种有效的解决方案。     

X波段三维LTCC 1/4功分器的试验研究

低温共烧陶瓷(LTCC)技术是实现微波电路与系统小型化、高密度的重要组装和互连技术。文中设计了一个X波段三维结构LTCC 1/4功分器,面积仅为10×15mm2,比常规相同波段1/4功分器体积减少了1/3。利用三维电磁场分析软件HFSS对功分器三维结构进行了建模分析和仿真优化,仿真优化结果较好,试验样品的测试结果与仿真结果基本吻合。     

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。     

一种二叉树状分形偶极子天线的设计

提出了一种基于二叉树状分形结构的分形偶极子贴片天线。该天线的介质基片采用相对介电常数为4.4,介电损耗角正切为0.02的FR4介质板,由微带线经阻抗变换后进行馈电。该天线利用分形技术实现了33%的尺寸缩减;通过平行双线结构和开U型槽技术,优化了阻抗匹配,降低了天线的谐振频率。通过仿真分析与模型优化,天线的最终尺寸为35 mm×22 mm×1.6 mm,中心工作频率为2.87 GHz,工作频率为2.77~2.97 GHz,-10 dB阻抗相对带宽为6.9%,工作频带内最小回波损耗可达-49 dB,最大增益可达2.36 dB。该天线具有小型化、阻抗匹配良好的优点,在当代小型化通信系统中具有良好的应用前景。     

一种机载超宽带相控阵雷达T/R组件设计

针对机载有源相控阵雷达小型化、多功能、高功率的要求,研制了一款应用于C、X、Ku波段的双通道超宽带T/R砖块组件,外观尺寸为30.0 mm×70.0 mm×8.5 mm.组件在工作频带内可以实现6位移相、6位衰减,工作带宽达到12 GHz,发射输出功率≥ 37 dBm,接收增益达到22 dB.通过对电路中无源结构进行仿真,并利用得到的仿真结果和射频芯片实现链路仿真,解决了超宽带T/R组件端口驻波较差和接收增益平坦度差且难以预估的难题.最终制造的T/R组件具有超宽带、低噪声、高功率以及良好的幅相性能.     

大电流窄脉冲激光器驱动芯片设计

脉冲式半导体激光器的出光质量直接影响探测精度。针对激光探测系统小型化的需求,设计一款面积小、集成度高的激光器驱动芯片。该芯片使用新型3D堆叠式封装技术将栅极驱动管芯与功率场效应晶体管管芯集成,并在中间添加双面覆铜陶瓷基板实现两管芯互连。该封装形式既提高了芯片的散热能力,又增强了过流能力。首先对激光探测发射模块现状进行详细介绍,引出了激光器驱动芯片的设计思路与方法,并给出了具体的封装设计流程。对栅极驱动电路与版图进行设计,使用0.25 μm BCD工艺制造栅极驱动芯片。在完成激光器驱动芯片封装后,搭建外围电路进行测试,使该芯片驱动860 nm激光器,芯片供电电压为12 V时,输入电平为3.3 V、频率为10 kHz的PWM信号,芯片输出脉冲宽度为180 ns的窄脉冲,其上升、下降时间小于30 ns,峰值电流高达15 A,可以使激光器正常出光,满足探测需求。芯片具有超小面积,约为5 mm×5 mm,解决了传统激光器驱动电路采用多芯片模块造成探测系统内部空间拥挤的问题,为小型化提供新思路。     

一种用于微惯性组合的新型微封装技术

针对近年来惯性类组合产品朝微型化发展趋势,设计了一种新型的微型惯性组合封装技术。介绍了该技术所涉及装置的构成及封装过程,专门设计了相应的挤压头,并对影响最终铆封接头成型的挤压量做了精心设计。将应用该技术后的产品进行了振动冲击试验和有限元仿真分析。结果表明,振动冲击后的产品铆封接头没有失效情况出现;而有限元分析结果显示,铆封接头边缘的最大位移值为0.01 mm。由此判定铆封接头牢固可靠。这种微型化封装技术不仅应用于惯性组合,同样也适用于其他行业的产品,有很高的推广价值。     

射频系统封装的发展现状和影响

电子产品小型化将进一步依赖微电子封装技术的进步.SiP（系统封装）所强调的是将一个尽可能完整的电子系统或子系统高密度地集成于单个封装体内,随着其技术的研究不断深入,封装规模不断扩大,其作用不断提升,它在射频领域中的应用特性也日趋突出,成为实现视频系统小型化、轻量化、高性能和高可靠的有效方法.针对当前RF SiP（射频系...     

基于LTCC技术的无源器件设计方法

作为一种新型的集成封装技术,低温共烧陶瓷（LTCC）技术以其优良的高频和高速传输特性,小型化、高可靠性而备受关注。由此可见研究如何利用LTCC技术开发高性能的小型化无源器件对于无线通信产品的发展是有实际意义的。LTCC技术能充分利用三维空间发展多层基板技术,其产品在封装和小型化方面具有明显优势;LTCC技术具有损耗小、高频性能稳定、温度特性良好等特点。同时介绍了国内外LTCC元器件发展现状和趋势,以及基于LTCC技术的无源器件的设计和应用。     

基于LTCC技术双零点带通滤波器的研究

基于LTCC技术提出了一种二阶带通滤波器,它是无源器件的重要结构。在设计上,得到一个中心频率为2.45 GHz、带宽为100 MHz的微波带通滤波器,传输零点频率为1.75 GHz和4.40 GHz。其尺寸为3 mm×3 mm×0.7 mm。它由电感电容元件构成6层立体结构,电磁与电路仿真结果吻合,表明所设计结构既减小了其体积,又得到了较好的频率效果。