KU波段LTCC基板微带到带状线垂直互联设计

随着LTCC技术的发展,基板层间信号互联问题成为的LTCC电路系统设计的关键技术,文章介绍了LTCC基板微带-带状线垂直互联过渡垂直互联过渡设计,首先给出了该互联结构的主要传输原理,结合原理,进行仿真设计。并提供了一种容性加载结构,改善其传输性能,最后对加工实物进行实测。     

一种基于LTCC 技术的脊基片集成波导（SIW）到微带的过渡结构

介绍了一种基于LTCC 技术的脊基片集成波导（SIW）到微带的过渡结构。将传统脊波导到微带过渡的设计思路,运用于基于LTCC 技术的基片集成波导（SIW）到Rogers5880 基片微带的过渡设计中,实现了LTCC SIW 到Rogers5880 基片微带的宽带过渡。从仿真结果可以看出,在25.2GHz 到40GHz 的频带内,回波损耗S11 小于-15dB, 插入损耗优于-0.2dB。     

LTCC圆极化双层微带阵列天线的设计

利用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺制作以陶瓷作为基板的双层圆极化微带阵列天线。传统设计中,使用柔性基板制作多层寄生微带阵列天线,由于加工精度及基板之间空气层的原因,阵列天线的圆极化特性以及阻抗匹配与仿真结果相差较大。该文采用低损耗高频陶瓷材料设计了应用于X波段的16单元双层圆极化微带阵列天线。通过实际测试,16单元阵列天线具有较好的带宽和圆极化特性,从而验证了LTCC技术可以很好地应用于微带阵列天线的研制。     

Ka频段宽带波导微带过渡设计

宽带低损耗波导微带过渡的设计是实现波导微带转换的关键部件。根据设计目标,分析比较了多种波导微带转换的设计思路,提出了波导微带微带探针的设计方案,用高频结构仿真软件（HFSS）对该波导微带微带探针转换结构进行了建模和设计仿真,并给出了工作频率范围在26.5GHz～40GHz的设计实例,并对测试指标和仿真曲线进行了对比分析。结果表明设计的Ka频段宽带波导微带过渡具有良好的工程实用价值。     

K波段波导-微带转换装置的设计

应用微带探针直接插入波导的激励方法设计了一种用于毫米波MMIC电路的波导-微带转换装置.运用微带探针直接插入波导的激励方法,使得整体结构更加简单、紧凑,并且具有无需焊接和安装方便等优点.但一段耦合线E面微带探针的带宽比较窄,不能满足实际需要,所以把波导内的一段耦合线E面微带探针改进为两段耦合线E面微带探针.利用三维仿真软件HFSS对K波段E面探针方式波导-微带转换装置进行了仿真与优化设计,结果表明在16～20.8 GHz的带宽内端口反射小于-20 dB,带内损耗小于0.1 dB,设计基本合理.     

LTCC工艺技术的重点发展与应用

本文主要介绍LTCC工艺制造技术在目前和将来一段时间内的重点发展与应用情况,包括平面零收缩LTCC基板、空腔制作、精密细线条加工、带敏感结构LTCC基板,以及LTCC集成组件与模块、MCM用标准化封装外壳、LTCC用于微系统和传感器等。     

64单元X波段LTCC高增益圆极化微带阵列天线

采用双层矩形贴片加一对切角和2个缝隙的结构设计圆极化单元,并将其应用于X波段64单元高增益圆极化微带阵列天线。传统设计中,多层寄生微带阵列天线使用柔性基板制作,引起加工精度的问题及基板间空气层的存在,使阵列天线的圆极化特性及阻抗匹配与仿真结果相差较大。该文采用低温共烧陶瓷(LTCC)材料设计了应用于X波段的64单元双层圆极化微带阵列天线。实验结果表明,64单元阵列天线增益达到22.03dBi,S11<-10dB的相对阻抗带宽达到6.36%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。从而验证了在研制微带阵列天线方面LTCC技术可很好地得到应用。     

LTCC曲面基板制造技术

电子电路曲面结构对于实现结构功能一体化有重要应用意义。针对LTCC多层电路基板,提出了一种曲面结构基板的加工制造方法。介绍其制造中曲面结构导体制作、曲面结构成形、曲面结构烧结等环节的关键制造工艺。通过X光和剖切方式对所制造的曲面基板进行测试分析,结果证实曲面基板中的多层布线均连通,且层间对位精度优于15μm。提出的曲面LTCC基板制造技术能够满足后续产品的研制加工要求,对于曲面电子技术和LTCC技术的发展都具有借鉴意义。     

108 GHz 功率放大器模块研制

介绍了105～108 GHz 频段功率放大器模块的设计和制作。模块由波导微带转换、功率芯片及芯片偏置电路组成。讨论了放大模块的设计及加工测试过程,并对模块中的关键技术波导-微带转换进行详细阐述。波导-微带转换采用E面微带探针激励完成。通过理论分析及仿真优化后设计出转换模型并制作出实物进行测试。单个转换在100～110GHz 频段内插入损耗小于0.6 dB,回波小于-10 dB。测试结果表明设计的波导-微带转换具有插入损耗小,工作频段宽的优点。采用此转换制作的功率放大模块在105～108GHz频段上增益大于13dB,输出功率大于200mW,达到预期设计指标。     

Ka波段波导-微带探针过渡结构设计

为满足微波电路中低损耗的应用需求,基于多种基板设计了微带平面法向与波导电磁波传播方向平行的Ka波段波导-微带探针过渡结构,给出了过渡结构的设计方法及相关参数的计算公式,完成了基于三种不同基板的探针过渡结构的建模与仿真优化,并进行了制作、测试和对比分析。该过渡结构具有插入损耗小、回波损耗低、加工简单、易于互连等优点,实测结果表明：在36～40 GHz频段内,0.254 mm厚石英介质探针过渡效果最好,回波损耗优于-15 dB,插入损耗小于0.5 dB。测试结果满足实际需求,具有广泛的实际工程应用价值。     

A Novel GCPW to Rectangular Waveguide Transition for 60 GHz Applications

A new type of grounded coplanar waveguide (GCPW) to rectangular waveguide transition in an LTCC multi-layer structure for 60 GHz applications is proposed in this letter. The GCPW and rectangular waveguide are fully integrated on the same substrate, and the ground wall of the rectangular waveguide is made up of a staggered via fence. The transition is accomplished by inserting a bent short stub. We analyze and prove the novel transition structure by applying an equivalent circuit model. Measured results for a single transition show that the insertion loss is 0.345 dB at 59 GHz and the bandwidth is 6.3 GHz. The proposed transition structure with very low loss at a large bandwidth is very suitable for a SiP of 60 GHz WPAN applications.      

A Ku-BAND WAVEGUIDE FREQUENCY MULTIPLIER USING HARMONIC-REJECTION MICROSTRIP PATCH TRANSITIONS

A compact frequency multiplier waveguide module is built by placing a planar microstrip section between two rectangular waveguides. The size of the microstrip section is minimized by eliminating all harmonic band-rejection filters. Special feed locations for the input waveguide-to-microstrip transition patches provide the second-harmonic rejection at the input, and a balanced circuit configuration formed with a pair of transistors produces the pump signal cancellation at the output. The measurements on a fully-assembled waveguide module showed a peak frequency conversion gain of-2.3 dB at 16.7 GHz with the associated output power level of 6 dBm.     

Gap-coupled patch-type waveguide-to-microstrip transition on single-layer dielectric substrate at V-band

A compact gap-coupled patch-type waveguide-to-microstrip transition at V-band is proposed. It uses the coplanar waveguide feed patch and the gap-coupled parasitic patch antenna radiating into the waveguide to improve the bandwidth. This type of transition has a wide bandwidth (BW=4.7%) more than a single-patch-type transition (BW=1.3%) on a single-layer alumina substrate for -15 dB return loss.     

一种基于波导的K波段功率分配网络设计

针对K波段小型化功率合成需求,提出了波导功分器与波导微带转换相结合的设计方案。文中研发了一种6路矩形波导功率分配网络,该网络通过将3路波导功分器与双探针波导微带转换进行级联,借助软件进行设计优化,在24~26 GHz频带内 6 个输出端口具有很低的插入损耗和良好的回波损耗,可广泛应用于微波大功率合成领域中。     

波导带通滤波器与微带转换装置的设计

利用三维仿真软件HFSS首先设计了K波段7阶电感E面带通波导滤波器,以及波导-微带转换器.其中波导滤波器的中心频率为19 GHz,带宽为3 GHz,带内损耗小于0.1 dB,端口反射小于-20 dB;而波导-微带的转换器在16～20.8 GHz的带宽内端口反射小于-20 dB,带内损耗小于0.1 dB.然后将两者有效结合为一体,其工作带宽为17.5～20.5 GHz,带内损耗为0.3 dB,端口反射小于-15 dB,带外抑制小于-30 dB,可以满足实际系统应用的需求.     

6 ~ 18 GHz 脊波导宽带功率合成放大器

提出一种不通过波导脊背与微带导带接触来实现脊波导-微带射频信号过渡的新型电路,具有工作频带宽、插入损耗小、电性能稳定等优点,非常适合工程应用。通过对该非接触式脊波导-微带过渡与Lange 电桥进行理论分析与仿真计算,提出了一种可覆盖C/ X/ Ku 频段的宽带功率合成方法,并按照该方案在6 ~18 GHz 频段内设计了一种以脊波导为射频端口的高效率2 路功率合成放大器。实测结果表明,6 ~18 GHz 频率范围内的无源合成效率高于87%。采用该电路将典型输出功率12 W 的2 只MMIC 的输出功率合成,在6 ~18 GHz 频率范围内得到了高于20 W 的饱和功率输出,附加效率最高可达28. 9%。该宽带功率合成放大器以脊波导为接口,不但功率容量大,且便于采用脊波导功率合成器进行高效率二次合成,为6 ~18 GHz 更大输出功率的固态功放研制提供了解决方案。     

横向Ka波段波导微带探针过渡的设计和优化

介绍了一种横向Ka波段宽带波导-微带探针过渡的设计,基于有限元场分析软件Ansoft HFSS对该类过渡的设计方法进行了研究。最后给出了Ka波段内的优化数据。仿真结果表明,该宽带波导-微带探针过渡在26.5G~40GHz内插入损耗小于0.065 dB,达到了设计目标。     

Low-temperature cofired ceramic (LTCC) ridge waveguide bandpasschip filters

Full-wave mode-matching-based design of generalized ridge waveguide evanescent mode bandpass filters and their transitions for low-temperature cofired ceramic (LTCC) application is described. A modification factor is introduced in the prototype filter design to effectively overcome the filter bandwidth distortion. Design examples are given to demonstrate the validity. An S-band single-ridge waveguide filter and its transitions are simulated and successfully built in LTCC packages. Good agreement between the theory and experiment is obtained, which demonstrates the feasibility of the three-dimensional ridge waveguide filter embedding in LTCC packages. As compared with an LTCC inductive windows waveguide filter realization, the ridge waveguide filter realization shows significant advantages of smaller size and comparable loss. Design consideration and LTCC realization of the low-loss ridge waveguide filter are also provided     

Circular waveguide-to-microstrip transitions

A new circular waveguide-to-microstrip transition consisting of a microstrip probe inserted in a circular waveguide has been developed. Experimental results show that the transition has an insertion loss of less than 0.05 dB, and a return loss greater than 20 dB in the frequency range 8.72-10.66 GHz. This design can easily be scaled to other frequencies     

紧凑型毫米波功率合成/ 分配器研究*

介绍了两种在传统波导魔T上改进的具有共面臂的波导魔T功率合成/分配器和一种采用电阻膜片 提高端口匹配隔离度的基于模式转换器的径向功率合成/ 分配器,并给出了这些功率合成/ 分配器的特性仿真和测 试结果。这些功率合成/ 分配器均适用于毫米波频段,具有高隔离度、小型化、易加工等特点。