P波段长脉宽小型化大功率模块研制

基于放大器小型化大功率的发展趋势,介绍了一种P波段用于雷达装备的长脉宽小型化大功率的放大器模块。为实现小型化设计,该模块采用微波混合集成电路,独特的双层腔体结构,TTL调制电压信号、阻抗转换、ADS阻抗匹配仿真和优化等技术;为提高散热性能,晶体管采用钎焊于独特的盒体上使发热部分直接紧密与整机连接。在工作电压28 V、脉宽2.5 ms、占空比25%的测试条件下,成功研制出一款P波段功率放大模块,其体积更小,功率更大,效率更高。该模块峰值输出功率大于200 W、功率增益大于48 dB,模块体积为50 mm×40 mm×18 mm。     

S波段平衡式限幅MMIC低噪声放大器设计

结合混合微波集成电路(HMIC)工艺和砷化镓单片微波集成电路(MMIC)工艺各自优势,设计制作了一款小型化大功率S波段平衡式限幅MMIC低噪声放大器.采用平衡式结构,提高了限幅功率容量和可靠性.由于金丝键合线的等效电感具有更高Q值,低噪声放大器单片的输入匹配采用外部金丝键合线匹配,有效降低了低噪声放大器单片的噪声系数.限幅器采用混合集成工艺制成,能够耐受较大功率.利用微波仿真软件,设计制作了兰格(Lange)电桥、限幅电路和低噪声放大器输入匹配等电路.最终产品尺寸仅为22 mm×16 mm×6 mm,在2.7～3.5 GHz内增益27 ～ 28 dB,噪声系数小于1.3 dB,驻波比小于1.3,该平衡限幅MMIC低噪声放大器可承受功率超过200 W、占空比为15％的脉冲功率冲击.     

一种P波段小型化带线结环行器的设计

文章介绍了一种P波段小型化中功率带线结环行器,使用Ansoft HFSS中进行仿真和优化。该环行器的中心频率820MHz,相对带宽30%。在整个带宽内,插损≤0.2d B,隔离≥20 d B,驻波≤1.20。     

超小型的片式LTCC滤波器设计

针对微波设备小型化需求,利用低温共烧陶瓷(LTCC)技术,建立了小型化的LTCC电感和LTCC电容模型,并设计了内埋置LTCC电感和电容的片式L频段集总型带通滤波器,同时为了满足高频应用,设计了X频段分布带状线LTCC带通滤波器,通过用电磁场仿真软件ANSYS HFSS对滤波器进行建模及三维仿真优化,加工实现,制成的L和X频段LTCC带通滤波器的插入损耗分别<2.5 d B和<3 d B,体积分别为6 mm×3 mm×1.1 mm和3.1 mm×2 mm×1.1 mm,小型化效果明显。     

基于薄膜电路工艺的毫米波功分器设计

为实现毫米波多级固态功放小型化设计,根据传统Wilkinson功分器的设计原理,以新型材料以及薄膜电路加工工艺为基础,在HFSS中仿真设计了一款集成薄膜电阻的Ka波段Wilkinson功分器,其在10 GHz带宽内具有插损低,驻波小和隔离度高等特点,且尺寸小,结构简单,易于生产,适合于芯片功率合成或其他毫米波电路小型化设计应用。     

表贴式MMIC高密度封装外壳微波特性设计

基于高温共烧陶瓷(HTCC)工艺,研制了一款32根引脚方形扁平无引线封装(CQFN)型微波外壳,外形尺寸仅为5mm×5mm×1.4mm。该外壳采用侧面挂孔的方式实现微波信号从基板底部到外壳内部带状线和键合区微带线的传输,底部增加了密集阵列接地过孔以消除高密度引脚间的耦合。对制作的外壳进行了微波性能测试,在C波段内的插入损耗小于0.5dB,驻波比小于1.3,隔离度大于30dB。该小型化表贴陶瓷外壳适用于C波段的微波单片集成电路(MMIC)的高品质气密封装,且便于批量化生产。     

基于基板塑封工艺的小型化宽带电调衰减器

为满足自动增益控制（AGC）电路中对电调衰减器小型化的需求,采用4个P型-本征-N型（PIN）二极管构成的对称式Π型衰减网络,通过电路设计和基板塑封工艺,实现了一种小型化宽带电调衰减器。电调衰减器采用2.7 V电源供电,采用1.0～5.0 V控制电压。测试结果表明,在工作频带为30～1 000 MHz时,电调衰减器的最小插入损耗的绝对值小于2.9 d B,其最大衰减量的绝对值大于35.0 d B,其回波损耗小于-10 d B。器件封装尺寸为3.8 mm×3.8 mm×1.0 mm,单只器件质量为38 mg。该电调衰减器满足宽频带、低插损的要求,具有小型化、高集成、轻量化的特点。     

76 ~ 85 GHz 集成单刀单掷开关研究

为了解决W波段接收机保护开关和发射机调制开关芯片问题,基于0.1 mm厚2英寸熔制石英薄膜电路工艺,研制出了应用于W波段PIN二极管单刀单掷开关。为了考察开关性能的一致性,随机抽取了3个SPST开关作了测试,测试结果为,在76~85 GHz频率范围内,开关插损小于1.3 d B,不一致性小于0.5 d B;开关隔离度大于20 d B;开关响应时间、导通时间、关断时间小于20 ns;开关尺寸3.2 mm×3.2 mm。结果表明,该开关可作为接收保护开关和发射调制开关应用于W波段收发组件中。     

小型化C频段薄膜威尔金森功分器研究

出于小型化的需求,对传统Wilkinson形式的功分器进行了分析和改进,提出了一种采用陶瓷薄膜工艺的工作于C频段的新型双哑铃型小型化二等分功分器,该功分器覆盖了3.5~7 GHz频段,电路板面积尺寸只有6 mm×6 mm,较以往的设计减小20%以上。与此同时,该功分器还在整个工作频段内展示出优良的射频性能,整个通带内回波损耗>20 d B,插入损耗<3.1 d B,隔离度>20 d B。     

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。     

小型化长脉宽高效率C波段收发模块的研制

<正>本文设计了一款小型化、高效率、高增益C波段收发模块，通过小型化设计，模块最终尺寸仅为35mm×28mm×6mm。实测该模块发射链路，输出功率大于140W，附加效率大于54%。接收链路测试结果显示，小信号增益大于23d B，噪声系数小于1.5。该模块性能良好，达到了预期效果。近年来，宽禁带材料与微波功率器件发展非常迅猛。     

C波段高集成高功率GaN T/R模块研究

采用ADS软件仿真设计了一种基于GaAs小信号单片微波集成电路(MMIC)、GaN大功率MMIC和多层复合介质板的C波段小型化发射/接收(T/R)模块,实现了微波信号的放大、收发控制、数字幅相控制及+28 V高压电源调制的一体化,具有小体积、轻量化、低噪声、高功率、高效率等特点.TR模块尺寸为33 mm×65 mm×10 mm,在C波段实现指标为:发射功率50 W,功率附加效率28％,接收增益37 dB,噪声系数3 dB.     

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。     

一种叠层带状线电调滤波器的设计

滤波器在无线通信系统中起选通频带和信道的作用,且能滤除谐波,抑制杂散。随着电子系统集成化的发展,平面耦合滤波器因体积大而不能适应现代无线移动通讯系统小型化、轻型化的要求。该文设计了一款基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的抽头式叠层带状线电调滤波器。该滤波器基于宽边耦合原理,比传统电调滤波器尺寸减小50%以上,由于该滤波器采用叠层结构,能在滤波器的通带两端各产生一个传输零点,使其能得到较高的带外抑制度。该叠层带状线滤波器的中心频率为2.4GHz,调谐范围为2.1~2.7GHz。整个频段内驻波比小于1.25,插损小于1.3dB,尺寸仅为4.8mm×4.5mm×0.6mm,同时满足了小型化和高性能的要求。     

C波段高效率小型化GaN 150W功率放大器载片设计

介绍了一种C波段高效率GaN功率放大器的设计流程。该功率放大器为满足小型化尺寸要求,采用高介电常数的钛酸锆陶瓷实现功分器匹配电路,通过无源集总元件(integrated passive device,IPD)技术,创新性地将栅极匹配电容和二次谐波匹配网络集成在同一芯片尺寸内,采用Lange电桥合成构成平衡结构的小型化功率放大器载片。整个功率放大器在15.0 mm×9.2 mm×2.0 mm的载体内实现。测试结果显示,在工作电压36 V、输入功率40 dBm、脉宽1 ms、占空比30%条件下,4.4 GHz~5.0 GHz频带内饱和输出功率在145~166 W,功率增益在10~10.6 dB,功率附加效率大于56%,最高功率附加效率达到59.3%。     

L波段大功率开关的研制

根据高功率、低插损、高隔离的要求,选择串并联电路形式对这些指标做折衷处理。采用多芯片模块组装工艺,把PIN管芯片通过焊料烧结在氮化铝基板上。相比于传统基板材料,氮化铝陶瓷基板导热性能优良,无需加装散热器,使电路尺寸减小,制作简单。实现在L波段上,通过峰值功率500 W、占空比30%的脉冲信号,插入损耗小于0.8 d B,隔离度大于35 d B。     

基于LTCC技术的蓝牙巴伦设计

介绍了一种新型贴片式多层陶瓷巴伦。该巴伦是基于LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic,低温共烧陶瓷)技术设计的新型多层结构巴伦,采用独特的螺旋线宽边耦合带状线结构(SBCS),并且增加了端电容,极大地缩小了巴伦尺寸。设计的巴伦频率范围为2.4~2.5GHz,具有尺寸小、插损低、平衡度好等优点,并且工艺敏感度低,可应用于蓝牙通讯系统。文章讨论了其小型化思路与方案,描述了所设计巴伦的3D结构,给出了设计仿真结果与实验结果,两者吻合较好。     

新型LTCC高隔离低插损3dB90°电桥设计

基于宽边耦合带状线结构,该文设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的高隔离低插损3 dB 90°电桥。该电桥使用螺旋耦合线有效地减小了器件尺寸,同时以对称式结构建模更便于后期的优化调整。在宽边螺旋耦合带状线垂直方向引入一个伸入式可调隔离电容,极大地提高了该电桥的隔离度,使其可达27 dB,且插入损耗≤0.2 dB,较之传统的定向耦合器结构,其在提升性能的同时大幅减小了器件尺寸。对耦合线直角拐弯处的电场强度进行分析与优化,采用45°斜切的方式使拐角处的电场强度与直线处大致相等。对上接地金属板进行环形镂空处理,这将改善带内的幅度平衡度。该文设计的3 dB 90°电桥通带为0.96~1.53 GHz,插入损耗≤0.2 dB,幅度平衡度≤±0.7 dB,相位平衡度为90°±1°,隔离度≥27 dB,其具有良好的应用市场。     

C/S波段低损耗LTCC双工器小型化设计

设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的小型化低损耗双工器。该双工器采用经典的LC结构,由S波段低通滤波器(LPF)和C波段带通滤波器(BPF)组成。在两路滤波器分支中加入串联及并联谐振形成传输零点来增加两个通带的抑制。经过电磁仿真优化,实际加工双工器的测试结果与软件仿真结果吻合。其中低通端插损小于0.35 dB,高通端插损小于0.6 dB,且在要求的频段内有着较好的抑制。该小型化双工器已在一些WLAN模块中得到应用。     

800~2500MHz宽带3dB电桥设计

文章详细描述了一种特殊结构的宽带3 dB电桥的制作过程和预算,提出了一种近似带状线的宽带3 dB电桥设计方案.该方案可使电桥方向性更好、制作工艺更加简便,其带宽可达到800~2 500 MHz,可以承受较大的功率容量,体积小,新式结构使其实现了低插损、高方向性和宽频带,并且易生产、易调试.