晶圆级树脂基低成本W波段封装天线微系统

面向W波段探测与通信系统的小型化、低成本应用需求,本文采用晶圆级树脂基扇出型封装工艺,通过对有源封装天线集成架构、互连传输结构和天线阵列进行设计与仿真,设计了一款工作频率为94 GHz的封装天线微系统。该封装天线微系统集成了4×4磁电偶极子阵列天线和16通道幅相多功能射频芯片。通过Ansys HFSS全波仿真,系统波束扫描范围在E面≥±30°,H面≥±40°,在7.1 mm×8.3 mm×1.2 mm封装尺寸内实现了封装天线等效全向辐射功率≥39.1 dBm。该封装天线微系统具备规模扩展能力,可广泛应用于探测、通信以及安检等领域。     

毫米波多功能有源相控阵天线设计与实现

为了满足某型雷达的性能要求,显著提高其作战效能,提出了一种基于单脊波导宽边缝隙阵的毫米波多功能有源相控阵天线系统设计与实现方案。阐述了该相控阵天线系统的设计原理和组成架构,并对涉及的关键技术进行了详细分析。在理论分析与仿真设计的基础上,研制了该相控阵天线工程样机并对其进行了相关实验验证。实测结果表明,该毫米波多功能有源相控阵天线系统性能优良可靠,可满足总体技术指标要求。     

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。     

W波段FMCW介质透镜天线的研究

介绍一种W波段调频连续波（FMCW）体制的介质透镜天线,其结构形式简单,性能稳定可靠,解决了调频连续波的较高收发隔离度的要求,天线的收发隔离度可达58dB以上。天线副瓣电平可达-24dB,电压驻波比在1GHz带宽内小于1．5,600MHz带宽内小于1．3,天线效率在整个带宽内可以达到70％以上。     

X 波段宽带宽角扫描相控阵天线的设计

设计了一种X波段宽带宽角扫描相控阵雷达系统的小型阵列天线,该天线采用Vivaldi 天线做为阵列单元。在考虑阵列单元间的互耦效应下,仿真设计了9*9 小型阵列天线,使该阵列天线在相对带宽达40%下的有源驻波系数小于2,其有源单元方向图E面、H面的波瓣宽度分别达到120度、110度以上。对9*9天线阵的实物进行了加工与测试,测试结果说明了该阵列天线具有良好的宽带宽角扫描特性。因该天线结构简单,重量轻,在相控阵雷达天线中有很大的应用价值。     

W波段集成化收发组件设计北大核心CSCD

基于混合微波集成电路技术(HMIC)设计了一种W波段小型化高频收发组件。该收发组件由固态发射机、环形器和接收机三部分组成。发射支路输入信号经过倍频放大后进入二选一开关,输出到天线自检口或经由环形器输出。为了实现高输出功率,该组件采用功率合成的设计思想,通过3 dB波导桥结构实现对两路功放的合成,解决了单个单片功率放大器的输出功率有限的问题。所设计的收发组件整体尺寸为125 mm×90 mm×26.5 mm。实测结果表明,在90~96 GHz工作频带范围内,遥测电压4.23 V。该收发组件的发射部分输出功率范围为33.6~35.4 dBm,开关隔离度大于110 dB;接收部分增益范围为30.2~33 dB,噪声系数小于6.5 dB。该组件具备良好的射频性能,同时实现了高集成度、大功率、高增益、高隔离度的要求。     

弹载W波段平板缝隙阵列天线的结构设计与工艺实现

本文针对弹载W波段平板缝隙阵列天线的结构设计和工艺实现开展研究。为保证电气尺寸精度及制造成本,对天线的波导缝隙阵列制造方案进行了探索,并从满足机械加工工艺性和焊接工艺性等方面入手,详细介绍了该天线的结构设计及工艺实现过程。最后,对该W波段平板缝隙阵列天线进行了电气指标测试,测试结果表明该天线的结构设计与加工工艺合理可行,满足该天线电气指标的设计要求。     

采用CMOS工艺的W波段相控阵收发机设计

W波段（75~110 GHz）拥有大可用带宽、低大气损耗、短波长以及在多尘和多雾条件下工作的能力,因此具有巨大的应用潜力,涵盖从通信、传感、成像到短程高速数据通信的多个领域。因此,W波段收发机的研究和应用受到了越来越多的关注。本文提出了基于耦合线的收发开关、移相器和衰减器,旨在对应用于W波段的CMOS毫米波相控阵收发机芯片中重要模块和关键技术予以研究。其中,收发开关在复用为功率放大器的输出匹配网络和低噪声放大器的输入匹配网络的同时有效降低了插入损耗,移相器和衰减器实现了极高的分辨率。以上3个关键模块的实现原理和电路设计均在文中进行了详细的阐述,并通过了流片验证。仿真结果和测试结果说明了采用CMOS工艺制造W波段相控阵芯片的可实现性。     

相控阵天线集成技术

低成本、更高频段与可扩展是推动相控阵天线集成技术发展的主要动力。综述了砖块式与瓦片式两种相控阵天线集成阵列结构,以及多功能芯片与射频晶圆集成技术的发展,指出开发多功能芯片是当前发展毫米波相控阵天线的重要途径。     

一种基于SiP的数字光收发微系统设计与验证

根据整机小型化需求,设计了一种数字光收发微系统.以系统级封装技术为基础,采用管壳与基板一体化陶瓷针栅阵列封装,对光收发系统所需的各类集成电路裸芯片、光器件和阻容等无源元件进行高密度集成.通过版图设计、信号完整性、电源完整性及热应力仿真,研制出样品.经测试,信号接收SNR大于65 dBFs,SFDR大于86 dBc.模块...     

W波段高功率铁氧体开关的研制

毫米波频段具有波长短、频率高、带宽宽等优势,毫米波器件的需求日益迫切。然而因要求小尺寸且 受限于工艺水平,毫米波器件实现难度大。文中将折叠双T、差相移段、电桥依次通过法兰级联的方式辅以控制电 路,实现了W 波段高功率铁氧体开关的切换;通过优化器件匹配结构,解决了加工精度受限问题;通过简化铁氧体样 品,在可操作范围内实现了90°差相移,最终实现了8 GHz 大带宽、单级损耗小于2 dB、驻波比小于1. 2、隔离度大于 13 dB、开关切换时间3 ms 左右的差相移式开关。对3 个单级开关进行级联、调试并改进控制电路,可在W 频 段8 GHz 的带宽内,实现驻波比小于1. 2、插入损耗小于5. 9 dB、隔离度大于52. 9 dB 的优良性能,接入雷达整 机后的开关时间为1. 5 ms,耐功率1. 2 kW。     

微波光子技术在数字阵列雷达中的应用探讨（特邀）

从国内外最新的数字阵列雷达发展趋势入手,总结了数字阵列技术向“宽带化、离散化、智能化、灵巧化”发展在调制自由度、信号特征处理、参数控制与算法加速方面亟待突破的问题,同时对比分析了微波光子处理的适配性及优缺点,以微波光子雷达实用化推进为目的,对光模数转换、光正交解调、光波形产生、光射频总线、轻薄化集成等微波光子技术在数字阵列雷达系统中的应用进行了展望。     

平面相控阵天线和差分布馈电网络设计

大型单脉冲相控天线馈电网络的接收波束存在"和差矛盾"问题,传统的解决方案需要相当复杂的馈电网络和硬件成本。因此提出一种馈电网络设计方法,在获得接收和波束、方位差波束以及俯仰差波束低副瓣电平的同时,降低大型单脉冲相控阵天线馈电网络的复杂性。用该方法设计的3 000单元二维相扫平面阵列天线馈电网络,仿真结果为:接收和波束副瓣电平<-28 d B,俯仰差波束副瓣电平<-22 d B,方位差波束副瓣电平<-22 d B,仿真结果验证了该设计方法的有效性。     

相控阵雷达中心机的设计与实现

本文通过对相控阵雷达中心机系统需求分析,结合雷达资源管理的思路,采用并行时序和串行数据流相结合的设计方法,论述并验证了一种中心机系统开发方案。     

机载相控阵雷达模拟器设计与实现

机载相控阵雷达模拟器可实现操作员在地面训练空中科目。该文介绍了机载相控阵雷达模拟器的运行计算机网络结构、功能(模拟功能、可控功能、用户界面功能),重点介绍了雷达探测功能仿真软件的模块组成和逻辑流程,着重分析了基于高层体系结构的架构、雷达横截面积和干扰对作用距离的影响等关键技术,最后指出了机载相控阵雷达模拟器今后的研究方向。     

L 频段星载相控阵天线设计与实现

文中设计并实现了一种应用于低轨互联网星地通信的L 频段星载相控阵天线。该天线阵列由4×4 的方形正交对称振子阵元构成,阵面尺寸为340 mm×340 mm,其中15 个阵元组成接收单元,1 个阵元作为发射单元 置于整阵的一角。由电磁仿真结果可知,在1. 60~1. 75 GHz 频带内,接收天线单元有VSWR<1. 5、轴比小于2 dB 的 圆极化辐射性能;在120°扫描范围内,增益在12. 7~16. 4 dB 范围。在微波暗室对无源天线阵列和射频接收前端集 成的有源相控阵单元进行了校准与测试,结果表明接收相控阵实现了正确的波束指向且具有±60°的大角度扫描特 性,有源增益可达83 dB。     

气象微系统中传感器的温度补偿

气象微系统中微控制器要完成多个传感器的软件温度补偿，同时也要完成通讯、监测、控制等一系列功能，因而微控制器的数据处理量很大，系统中程序、数据需要的存储空间也很大。我们针对这一问题对软件温度补偿的算法进行了改进，减少了微控制器的数据处理量，并减少了系统中程序、数据所占的存储空间。考虑判系统中有多个传感器需要进行温度补偿，因而算法的改进对于气象微系统向灵巧型、便携式、高性能方向发展具有实用意义。     

超声相控阵输出声场优化及仿真

为使超声相控阵在输出平面上的声压输出达到较好的分布模式,本研究通过预先设定相控阵输出面上的声压分布形态,然后利用迭代算法来求解超声相控阵驱动向量,最终实现了超声相控阵在输出平面上声压输出的有效控制,并通过计算机仿真对这种算法进行了验证。     

超宽带相控阵天线的低副瓣设计

探讨了在超宽带相控阵列天线上实现低副瓣的工程设计方法,提出了采用多阶量化幅相加权的方法实现发射阵和接收阵的低副瓣设计,并在一维线阵上给出了优化设计结果。结果显示该方法具有较好的低副瓣特性及工程应用参考价值。