基于LTCC 厚薄膜混合基板的Ka 波段T/ R 组件封装技术

收发组件的集成封装技术是毫米波二维有源相控阵领域应用研究的重点和难点。文中采用基于低温共烧陶瓷厚薄膜混合基板制造工艺技术,同时结合先进的微组装工艺,实现了Ka 波段八单元组件的高精度、高密度及气密封装;给出了收发组件的封装模型,通过仿真与实测对比着重分析了垂直互联、功率分配/ 合成网路及通道隔离的提升等关键技术,并测试了无源组件的微波性能。结果表明:该集成封装技术能够满足二维毫米波相控阵天线对T/ R 组件小型轻量化和高组装密度的技术要求。     

结构功能一体化相控阵天线高密度集成设计方法

提出了一种新的结构功能一体化相控阵天线的高密度集成设计方法。采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术实现了有源相控阵天线的一体化设计,包括天线阵面、瓦式收发(TR)组件、热控装置、馈电网络的高密度集成。采用ANSYS等软件对天线的系统体系构架、总体性能评估、共形承载天线罩、天线阵面、瓦式TR组件以及系统热设计进行仿真分析并进行实物加工和测试。结果表明,该天线的等效全向辐射功率(EIRP)为23.6 dBw,噪声为3.57 dB,测试值与设计值吻合很好。     

毫米波相控阵板级集成天线技术研究

随着毫米波雷达及通信系统的快速发展,有源相控阵天线日益成为当前研究的热门天线形式。然而,毫米波有源相控阵存在空间紧凑、结构复杂、装配繁琐等问题。本文介绍了一种可应用于毫米波相控阵的板级集成天线,并对其天线阵列、垂直过渡等关键结构的设计进行了讨论。该阵面将天线阵列、收发组件和馈电网络全部集成在一块基板上,具有结构简单易于量产的特点。文末给出了对所设计的有源阵面的暗室测试结果,结果表明该天线在毫米波雷达和通信系统中具有巨大的应用潜力。     

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。     

一种小型化高集成有源天线接口网络的研制

介绍了一种小型化高集成有源天线接口网络的组成原理、设计方法以及实测结果。针对小型化高集成设计的难点进行评估,设计多层印制电路并利用微组装技术实现高集成设计方案。在此基础上,设计并实现一种六通道集成布局,每个通道均包含收发放大电路、波控电路,实现各通道独立收发切换及放大。多层印制电路采用10 层堆叠结构设计,一体化集成内监测及和差网络。根据组件实测结果,幅度带内平坦度优于依0. 3 dB,发射饱和输出功率逸32 dBm,质量为320 g。     

结构功能一体化TR组件关键电路设计

针对Ka频段结构功能一体化TR(Transmitter and Receiver)组件的研制,给出了关键电路的设计方案,包括多通道多功能射频芯片设计、子阵电路布局、射频垂直互联设计、功分网络设计、射频和低频接口设计等。这些方案有利于将TR组件的芯片有源电路、无源网络、液冷散热微流道以及贴片天线共同一体化集成在一个25层的低温共烧陶瓷(LTCC)基板上,从而实现TR组件的高密度设计。     

基于HTCC工艺的短砖式毫米波收发模组

针对新一代毫米波相控阵天线对轻薄小T/R模组技术的迫切需求,该文设计了一种基于高温共烧陶瓷(HTCC)工艺的Ka波段短砖式T/R模组,该模组在36 mm×33 mm×3 mm尺寸下实现了8个收发通道的高密度集成,具备信号放大、功率分配与合成及幅相控制的功能。通过研究在HTCC基板上的毫米波信号平面过渡与屏蔽结构,实现了Ka波段毫米波信号在高密度分腔内的稳定传输及通道间高幅相一致性。结果表明,该T/R模组接收增益≥22 dB,噪声系数≤5.1 dB,发射输出功率≥23 dBm,能够满足新一代通信、雷达等设备有源相控阵天线应用需求。     

集成天线的多通道瓦片式T/R组件测试

雷达T/R组件的集成度越来越高,已出现了将天线也集成在组件上的多通道瓦片式收发T/R组件。由于天线的集成,传统的传导测试方法无法对这种新结构T/R组件的电路性能进行直接测量。针对该问题,提出一种辐射对比测试方法,采用辐射法先对T/R组件天线单元进行测试,然后对集成天线的T/R组件进行测试,最后将天线对T/R组件电路性能的影响扣除,得到T/R组件电路的各项性能参数。在分析测试原理的基础上,对一种集成天线的多通道X波段的瓦片式T/R组件发射峰值功率、通道间相位一致性和接收增益等指标进行了试验测试,测试结果与电路直接测试对比,幅度误差<0.69 dB,相位误差<10.5°,满足工程应用需求。     

一种小型化有源相控阵天线设计与测试

文章设计了一种小型化有源相控阵天线,阵元采用低剖面双馈圆极化技术,轴比性能优异;T/R组件采用片式组件表贴综合网络技术,与常规砖式或瓦式相控阵天线的多次封装和模块连接相比,该天线通过一次封装集成实现了相控阵天线的轻、薄、小目标。通过紧缩场暗室测试和对星测试,结果表明,天线工作稳定可靠,性能优异。     

W波段64通道相控阵微系统设计与实现

相控阵微系统的主要特征是电路与天线的高度融合集成,将三维微纳集成技术和微电子技术紧密地结合在一起,切合相控阵高频化、小型化和低成本的发展需求。本文设计了一款W波段的封装天线相控阵微系统,该相控阵采用硅基三维集成的方式将T/R多功能芯片、天线阵列集成在一个微系统模块中,并详细介绍了基于硅工艺的多功能收发芯片设计和相控阵封装天线设计。给出了相控阵微系统的测试结果。该微系统具有高集成度、高性能、低成本的特点,可以为高速无线通信、高精度探测和成像等应用提供一个较优的技术路径。     

毫米波相控阵天线研究

阐述了国内外毫米波相控阵天线技术的发展现状,介绍了相控阵天线的原理,指出了实现毫米波相控阵天线的技术关键。并给出了目前的技术条件下实现毫米波相控阵天线的途径。     

T/R组件阻抗失配对相控阵天线性能的影响

T/R 组件为满足低剖面的设计要求,收发开关一般采用集成度较高的单刀双掷(SPDT)开关设计方案,然而有源相控阵天线大角度扫描时随着有源电压驻波比的增大,会导致T/R 组件与天线辐射单元阻抗失配。文中分析了该阻抗失配问题,并对采用SPDT 开关的T/R 组件进行了阻抗失配实验,从发射输出峰值功率、组件发射效率、发射通道相位三个方面定量分析了T/R 组件输出端口阻抗失配对发射性能的影响,并将该T/R 组件应用于有源相控阵天线,通过测试等效全向辐射功率(EIRP)进一步讨论其影响。     

有源相控阵天线自动测试系统设计

针对现代有源相控阵雷达天线T/R组件测试通路多、测试数据处理量大、测试效率低的特点,设计了一种适用于大规模T/R组件测试的有源相控阵天线自动测试系统。该系统设计通过GPIB接口或以太网对VNA(矢量网络分析仪)进行访问控制与数据采集,充分利用了现代计算机强大的数据处理与分析能力,不仅解决了有源相控阵天线故障诊断与自动校正问题,而且还极大地提高了工作效率,节约了人力成本。实际应用表明:该测试系统工作稳定,使用方便,能够充分满足T/R组件测试需要。     

一种基于压控移相技术的低成本相扫天线

研制了一种基于铁电体压控移相技术的低成本相扫天线阵列,该天线采用空间馈电透镜型式,省去复杂的馈电网络,减少移相器/TR组件数量,能显著降低相控阵天线的制造成本。介绍了空馈铁电体透镜相控阵天线系统的组成及其特点。对透镜天线关键部件的设计作了详细阐述,给出了12列铁电体空馈透镜天线阵列的实验结果,结果表明:在X波段,研制的铁电体透镜天线阵列在10%频带内可实现天线波束±45°的电控扫描,各扫描状态的输入驻波比小于1.4。     

毫米波多功能和差网络设计

设计了一种高集成多功能有源和差网络。该和差网络工作在Ka频段,内部集成了无源和差器、功分器、有源收发组件、开关矩阵、控制电路等多个功能单元,采用小型化、高集成设计方法,大大减少了整个系统的质量和体积。实验结果表明,在中心频点3 GHz带宽内,该和差网络实现了良好的端口匹配,小型化的设计没有影响射频性能。     

毫米波有源相控阵TR组件集成技术

通过分析有源相控阵技术发展趋势,提出集成技术是毫米波有源相控阵TR组件的关键技术,并按制造和装配层次将毫米波有源相控阵TR组件的集成分为芯片级、子阵级和全阵级等三级集成.分析了各级集成的关键技术及其发展趋势,提出关键集成技术发展路线,指出毫米波TR组件专用多功能芯片、垂直互联和高效小型化液冷器等三项技术是当前需重点突破...     

毫米波有源相控阵天线技术

概述了毫米波技术在雷达探测及通信领域中的应用优势、使用场景以及未来的技术发展趋势,并着重对其技术实现面临的难点进行分析。同时,针对应用需求和技术特征的不同,介绍了满足各类应用的毫米波相控阵技术发展的不同技术路线,对其中涉及的架构、天线单元、器件和封装集成等主要关键技术进行了阐述,力图从总体上对其技术体制、应用情况和发展趋势进行科学分析和归纳,为毫米波相控阵天线技术的发展提供借鉴。