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。     

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。     

毫米波相控阵封装天线电磁兼容仿真分析与设计

提出了一种毫米波相控阵封装天线的建模方法,通过商业仿真软件搭建了相控阵封装天线集数字、模拟和射频于一体的系统级仿真模型。基于此模型,分析了毫米波相控阵封装天线典型电磁兼容问题机理。此外,提出了相控阵封装天线电磁兼容设计的基本原则。原理样机试验和装机试飞验证了所提出的电磁兼容建模、仿真、分析和设计方法的有效性与正确性。     

一种Ka频段“瓦式”有源相控阵天线设计

在Ka频段,由于单元间距小和集成度高,采用"瓦式"结构集成,有源相控阵天线设计难度大。提出一种Ka频段"瓦式"有源相控阵天线设计方法。采用多功能集成芯片技术实现"瓦式"TR组件的设计,"瓦式"有源相控阵天线的整体架构采用模块化设计。最后设计了一种电控扫描的有源相控天线,采用软件仿真和数值分析设计,加工制造原理样机,测试性能指标,验证了提出方法的可行性。     

Ka频段卫通相控阵封装天线设计与实现

针对卫星通信对终端天线低剖面、低功耗、极化可变及发射控制等需求,采用平板相控阵架构、极化可变阵列、稀疏布阵等技术,研制了一台基于单板集成封装技术的Ka频段卫星通信相控阵天线。该天线满足高轨同步卫星宽带应用需求和适航符合性验证试验DO-160G要求,经长时间跑车和飞行试验,其性能优良,可靠性高。     

基于CPCI总线技术的相控阵天线测试系统设计

随着技术的发展和系统功能的增加，相控阵天线的规模越来越大，其工作模式也越来越复杂。为了在项目研发前期实现相控阵天线的全面性能测试，设计一种适应大规模阵面、多模式控制的相控阵天线测试系统显得尤为重要。本文主要论述了基于CPCI总线技术的相控阵天线测试系统的设计，以波控计算机和波束控制板为核心，与暗室测试设备同步交互，实现对相控阵天线多模式的测试控制和相控阵天线波束状态的实时监测。     

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。     

大功率封装相控阵天线用金属封装外壳研制

提出了一种金属封装外壳，其由玻璃绝缘子、铝合金壳体和铝合金盖板组成，玻璃绝缘子金锡焊接到壳体上、盖板激光封焊到壳体上，以保证封装外壳的气密特性。该金属封装外壳采用类似陶瓷柱栅阵列（Ceramic column grid array, CCGA）的对外接口，支持自动化表贴工艺，具有高热导率特性，特别适用于大功率封装相控阵天线。对该金属封装外壳按封装相控阵天线的典型应用进行了仿真、加工、测试，结果表明，在0.5～18.0 GHz频带内，该金属封装外壳具有良好的驻波特性及传输性能，并具有高热导率特性。     

一种Ka波段片式相控阵天线集成化设计

介绍了一种256通道的Ka波段宽带片式相控阵天线的高集成设计方案,加工了实物并进行了测试。通过合理布局,借助低温共烧陶瓷(LTCC)工艺及三维堆叠等技术,实现了天线单元、T/R组件、综合层及电源模块等在天线口径内的高密度片式集成,整个有源相控阵天线的高度有效降低至约15 mm。设计上,通过基板挖腔及参数优化,将贴片封装天线的相对工作带宽扩展至17.1%;高密度的三维堆叠技术实现了T/R组件的小型化及轻薄化设计;在综合层内合理设置高密度的导热孔及导热球,将组件热量有效传导至冷板,从仿真来看整个天线阵面的温升仅约30℃。测试结果表明,该片式相控阵可在部分频段实现±30°的波束扫描而不出现栅瓣,法向波束的第一副瓣低于-12.9 dB。所设计的片式相控阵天线具有大带宽、高集成及二维可扩展等特点,有较高的工程应用价值。     

相控阵天线远场测试场测量方法

对相控阵天线的特性需要选择合适的测试方法进行测试,为了研究相控阵天线的远场测试,采用远场的测试场测量,对相控阵天线的EIRP、G/T值以及方向图等指标特性的测量方法进行了介绍和研究,并进行了波束修正与电平补偿的说明,此测试方法可准确测量相控阵天线的远场性能并应用于工程实践.     

天线线阵自动测试系统工程设计

相控阵天线的蓬勃发展,对天线线阵测试效率提出了迫切需求。文中提出了一种相控阵天线线阵自动测试系统的工程设计方法,该方法通过增加对天线线阵、微波矩阵开关以及测试仪表的控制,实现传统天线线阵手动测试系统的升级,使其具备对相控阵雷达天线线阵自动测试和故障隔离的功能。该测试系统用于多型线阵的测试,大幅提高了测试的效率,完善了雷达线阵的测试技术。     

子阵协同作用的波束形成技术研究

针对平面相控阵天线波束响应随扫描范围扩大急剧下降的问题,提出了一种子阵协同作用的波束形成方法,通过该方法可以改善相控阵天线的低仰角性能,扩大相控阵天线的作用空域。介绍了一种子阵协同作用下的相控阵天线阵列,对其协同作用的波束形成进行了仿真分析。构建了该相控阵天线的试验测试环境,通过试验测试验证了该方法的可行性及正确性。     

大型固定式有源相控阵天线系统性能测试技术

文献[1～6]对相控阵天线校正与测试技术进行了讨论。文中将给出大型固定式有源相控阵天线系统性能测试技术，在整个测量过程中，利用有源相控阵的系统资源和旋转矢量法对阵面性能进行测试，给出了测试结果并进行了比较，理论分析和实验结果表明该方法在实际工程应用中具有重大的实用价值。     

以循环移位控制为基础的相控阵天线快速测量方法研究

为了解决相控阵天线快速测试问题,本文研究了一种相控阵天线测量的新方法。该方法中相控阵天线和测试探头均不动,利用相控阵天线中各移相器的移相状态可循环移位控制的特点和相控阵天线一些已知可信的信息,从而使测量具有极高的效率。文中对一相控阵天线模型采用该测量方法的测量全过程进行模拟,验证了该方法的正确性和高效性。     

基于最佳配相控制的相控阵天线快速测量方法研究

为了解决相控阵天线快速测试问题,研究了一种相控阵天线测量的新方法.测试中相控阵天线和测试探头均不动,利用相控阵天线中各移相器的移相状态可控的特点,采用优化的配相快速算法,应用相控阵天线一些已知可信的信息,从而使测量具有较高的效率.给出了一个相控阵天线模型的仿真结果,以验证方法的正确性和有效性.     

一种新型多波位、多频点天线测试控制技术

<正>数字有源相控阵雷达天线由少则数百个、多则数千个T/R组件构成,采用单波位、单频点方法测试,完整测试完一个子阵面,需要约一小时;如果测试M个波位、N个频点,则需要M×N小时。对于数字相控阵雷达动辄几十或几百个工作频点来说,测试时间耗费巨大。本文介绍一种异步触发的多波位、多频点天线测试控制技术,并结合实际工程应用,验证了测试控制系统技术的有效性。1需求分析T/R组件是数字有源相控阵天线重要部件,一部相控阵雷达由少则数百个、多则数千个T/R组件构成。T/R组件的性能优劣,     

有源相控阵天线近场测试方法研究

天线测试是有源相控阵雷达设计中的重要组成部分,介绍了平面近场测试系统的搭建和测试方法,以及利用平面近场测试系统的口面场进行反演,从而快速测试出有源相控阵雷达天线波瓣的相关性能,实测某Ku天线副瓣电平低于-25d B,扫描指向精度,增益等指标满足设计指标要求。为完成宽带有源相控阵天线的性能测试提供了有效的方法。     

一种轻巧型接收数字波束雷达系统的实现

针对数字波束相控阵雷达多通道问题,提出利用多路复用技术实现全数字阵接收多波束相控阵雷达的一种解决方案。天线阵列直接采用高频二相调制,将接收多通道直接模拟合成一路传输处理,基带提取各个天线单元回波数据信号、相位幅度加权,基带实现任意接收数字多波束。该技术突破单通道数字波束相控阵雷达接收技术,使天线体积大幅度减小,雷达系统轻巧,低成本;灵活软件配置阵列,降低调试、测试、工艺、加工复杂难度,有利于雷达综合性能提升。     

基于高密度有机基板工艺的Ka波段天线设计与制造

与传统集成技术相比,有机基板的多层结构不仅可以集成相控阵天线、叠层微带天线等多款天线,其在布线密度、芯片内埋、封装一体化方面也展现出较大优势。介绍了基于高密度有机基板工艺的Ka波段叠层微带天线设计与制造过程,并通过测试验证了其反射特性。使用有机基板集成天线,有利于实现无线通信系统的小型化,其在通信和雷达探测领域有较大的应用潜力。     

低剖面渐变槽线天线单元设计

基于有限元仿真软件通过设置周期性边界条件的方法,分析了影响渐变开槽天线单元宽带宽角扫描性能的关键因素。通过在安装天线阵列的反射面上铺覆新型阻抗匹配材料,克服了天线高度对驻波带宽的限制,实现了天线的小型化设计。加工制作了一个20×16天线单元的实验小型面阵,并对其有源扫描驻波进行了测试。实测结果与仿真结果吻合,表明该天线在8GHz～12GHz带宽内±45°扫描范围内性能优异,可广泛应用于宽带宽角扫描相控阵天线系统。