S波段单片集成5位数控移相器

南京电子器件研究所研制出 S波段砷化镓单片五位数控移相器。该单片数控移相器采用南京电子器件研究所 76mm圆片 0 .5 μm离子注入标准工艺制作而成。采用集总元件的高通 /低通网络构成移相网络和 Ga As MESFET作为开关控制器件。该移相器在设计工作频带内 32个移相态具有移相精度高 (均方根误差小于 0 .8°)、输入输出驻波好 ( 1 .4)和较低的插入损耗 ( 6d B)与插损变化 ( <± 0 .5 d B)等优良的电特性。S波段单片集成5位数控移相器     

一种宽带多通道瓦片式T/R组件的研制

介绍了一种多通道瓦片式T/R组件的研制方法和关键技术。针对组件结构尺寸紧张、工作频率高且频带宽的要求,提出了一种新的高集成T/R组件三维立体组装方法,同时采用了多功能单片微波集成电路(MMIC)芯片技术、多芯片组装(MCM)技术提高集成度。通过对组件的热设计和密封性设计,确保了组件使用的长期可靠性。成功研制出尺寸为41.8 mm×8 mm×8.2 mm、质量不超过13 g的瓦片式T/R组件,具有4个收发通道,每个通道包含6位数控移相器和6位数控衰减器。该组件集成度高、散热性好、可靠性高,较传统T/R组件在尺寸和重量上具有突破性的优势,大大减小了雷达尺寸,使其更好地满足高性能共形有源相控阵雷达的需要。     

15～17GHz高精度单片数控移相器的研制

采用南京电子器件研究所4英吋0.25μmGa AsPHEMT工艺技术,设计、制作Ku波段Ga AsMMIC六位数控移相器芯片,芯片尺寸为3mm×1.1mm×0.1mm。在15～17GHz设计频带内,该移相器具有优良的电性能,插入损耗小于9dB,移相精度(RMS)小于1°,输入输出电压驻波比小于1.4。     

向列型液晶移相器

通过分析向列型液晶移相器的原理、结构及可以达到的技术指标,指出采用倒置微带结构设计的液晶移相器的移相度可以达到360°,品质因数可以达到12°/dB,而且运行电压只有30 V左右。在此基础上,提出了该种移相器研究中存在的问题以及改进的办法。向列型液晶移相器具有独特的优势和发展潜力,不久的将来会在相控阵雷达以及卫星通讯等领域起到关键作用。     

6～18GHz四位数控移相器单片集成电路的设计

设计了6～18GHz频带4bitGaAs数字移相器,着重介绍宽带移相单元的设计。该移相器通过ED02AH0.2μm PHEMT工艺实现。最终的单片数字移相器性能如下:在6～18GHz范围内,11.25°移相单元的移相波动小于±2°;22.5°移相单元的移相波动小于±2.5°;45°的移相波动为小于±5°;90°移相单元的移相波动小于±5°。所有状态的移相平坦度小于20°,移相均方差<7°,插入损耗<13dB,两端口所有态的回波损耗<-10dB(典型值)。     

X波段4bit MMIC数字移相器的设计与实现

基于WIN 0.25 μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并制备了一款X波段4 bit单片微波集成电路(MMIC)数字移相器.22.5°和45°移相单元采用开关滤波型拓扑结构,90°和180°移相单元采用高低通滤波型拓扑结构.对拓扑结构工作原理进行分析,并采用ADS2014软件完成电路的电磁仿真及优化.测试结果表明,该4 bit MMIC数字移相器获得了优良的宽带性能,且与仿真结果吻合良好.在8～ 13 GHz频带内,移相器的均方根(RMS)相位精度误差小于6.5°,插入损耗优于-6.8 dB,RMS插入损耗波动低于0.5 dB,输入回波损耗优于-13 dB,输出回波损耗优于-9.5 dB.该4 bit MMIC数字移相器在相对带宽为47％的X频段内性能优良,适用于有源相控阵雷达等通信系统中.     

RF MEMS技术对小型化雷达的作用

该文采用至上而下的方式,介绍了应用RF MEMS技术的雷达系统,将雷达子系统与RF MEMS技术联系起来,具体分析了应用于雷达的RF MEMS开关、移相器、滤波器和谐振器。同时,文中以开关和移相器为例,讨论了如何提高RFMEMS雷达的性能:修改空气桥形状可以提高RF MEMS收发(T/R)组件的功率处理能力,从而减少雷达相控阵的T/R组件数量;缩短转换时间的RF MEMS移相器能够应用于高速电扫描阵列;蜿蜒型5位分布式MEMS传输线移相器面积仅为5.36mm×4.72mm,相比传统移相器长度降低70%,易于实现雷达阵列的小型化。     

高精度0°～360°步级移相器

本文介绍一种由纯电阻平衡电桥构成的正弦移相器,它能够在0°～360°范围内实现任意移相,其移相精度与信号频率无关.文中导出了任意移相的设计公式和桥臂电阻误差与移相误差的关系;同时,也对移相桥工作条件引入的移相误差进行了分析.     

X波段五位、C波段六位砷化镓单片数字移相器

南京电子器件研究所成功地研制出Ｘ波段五位、Ｃ波段六位砷化镓单片数字移相器,该移相器具有体积小、性能优、功耗极低、转换速度快、重复性和一致性好、可靠性高等优点。电路设计中,采用开关移相网络、桥Ｔ电路和谐振式电路形式来实现移相功能。电路采用先进的ＭＭＩＣ工艺制作。研制的移相器主要性能指标如下：Ｘ波段五位砷化镓单片数字移相器频　　率：ｆ０±５５０ＭＨｚ位　　数：五位（１８０°、９０°、４５°、２２．５°、１１．２５°）插入损耗：８．５ｄＢ相位精度：ＲＭＳ＜２．６°输入驻波：＜１．５输出驻波：＜１．５各…     

Ku波段SiGe幅相多功能芯片设计

幅相多功能芯片是相控阵雷达的关键部件。为了降低前端收发组件的尺寸和成本,本文采用0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计了一款Ku波段幅相多功能芯片,单片集成了接收通道和发射通道,芯片面积2.5 mm×4.5mm。研制的多功能芯片的接收通道含前端低噪声放大器、六位数控衰减器、驱动放大器、单刀双掷开关、六位数控移相器;发射通道含六位数控移相器、单刀双掷开关、驱动放大器、中功率放大器。此外,为了进一步提高芯片的集成度,采用片上集成的电源管理单元和数字逻辑单元实现电源电压变换、衰减器和移相器的逻辑控制以及收发通道切换等功能。实测结果表明:在f1~f2(1GHz带宽)频带内,实现了发射增益17dB,发射功率(Psat)21.7dBm;接收增益-3dB,接收输入功率(P-1)-8.5dBm,接收噪声系数6.5dB;5.625°移相步进,移相精度(RMS)4.5°;0.5dB衰减步进,衰减精度(0.3dB+7%AS)。     

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。     

基于硅基堆叠SIP技术的超宽带T/R组件

传统的超宽带T/R组件采用的是两维砖块式结构,体积和重量已不适应目前小型化、低剖面、易共形的相控阵天线要求。文中提出的基于硅基堆叠系统级封装(SIP)技术,将四通道的射频芯片高度集成在硅基介质基板上,将多层介质基板厚金压合,实现多层堆叠的三维封装。通过采用芯片多功能集成技术和超宽带射频信号的垂直互连技术,设计出三维堆叠的四通道超宽带T/R组件。T/R组件带宽为6 GHz～18 GHz,单通道的发射功率优于23 dBm,接收增益优于20 dB,可实现6位数控衰减及6位数控移相,尺寸仅有13.0 mm×13.0 mm×3.4 mm。该技术可以实现多通道超宽带T/R组件的SIP封装,有利于工程应用。     

基于LTCC技术的Ku波段四通道T/R组件研制

基于相控阵雷达的应用需求,利用LTCC多层基板技术,研制了Ku波段四通道T/R组件。该组件通过三维布局实现了组件的小型化和轻量化,同时也保证了射频、电源和控制的信号完整性。通过微带线变换带状线的优化设计,实现了良好的传输性能,提高了四通道信号间的隔离度。腔体内部做了隔墙设计,避免四通道的信号干扰,保证一致性。最终研制实现的小型化Ku波段四通道T/R组件,尺寸仅为70 mm×37.8 mm×11.5 mm,质量约53 g,组件接收增益大于25 dB,噪声系数小于4 dB,发射功率大于16 W。该T/R组件四通道一致性好,性能稳定,具有较好的应用价值。     

一种P波段大功率T/R组件的设计

T／R组件是相控阵雷达有源分布阵列天线的核心部件,其性能直接影响雷达整机的指标。介绍了一种P波段大功率T／R组件的工作原理、设计方法和检测技术,并根据设计方法加工了实物样件,该T／R组件采用相控阵体制结构来实现：发射通道主要由移相器、衰减器和高功率放大器组成;接收通道主要由低噪声放大器、移相器和衰减器组成。在2dBm输入功率的情况下实现了200W输出功率,效率高达35％,在采取幅相一致设计措施后,该功放组件在100dB的动态范围内实现了相位误差在±3°以内。     

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。     

有源相控阵射频系统稳定性设计与评估

有源相控阵的核心是微波射频系统,包含T/R组件和延时放大组件。T/R组件具有高效率、高幅度相位稳定性、高可靠性、低成本、小型化等优点。在组件小型化的同时提供了极高的射频增益,其稳定性设计与评估就显得十分重要。文中介绍了有源相控阵射频系统稳定性常见的问题以及评估方法,用此方法确保了微波射频系统的稳定性,同时极大提高了雷达的可靠性和安全性,为有源相控阵雷达长期稳定运行提供了有力的技术保证。     

雷达数字T/ R组件自动测试系统设计

数字T/R组件是数字有源相控阵雷达的核心,各种参数的自动化测试至关重要,文中介绍了一种雷达数字T/R组件性能参数自动测试系统,包括设备组成、软件设计、测试方法和流程等,可自动测试数字T/R组件各类参数.该系统已用于多部数字有源相控阵雷达的调试,大大缩短了雷达系统的调试周期,完善雷达性能测试技术.     

Ka波段4位数字移相器的设计

移相器的应用十分广泛,比如各种通讯和雷达系统,微波仪器和测量系统,特别在相控阵雷达中应用最多。移相器是相控阵雷达T/R组件的重要组成部分。本文主要对Ka波段4位数字移相器进行了研究,并完成了实际电路的设计、制作和测试。在34.2GHz±300MHz频率范围内,所有相移位（16个）的插入损耗都小于10.71dB,输入端和输出端的回波损耗也都小于-14.84dB。另外,所有相移位在中心频率34.2GHz处的相位误差都小于士3.0°,最小仅有0.15°,所有指标均优于设计要求。     

相控阵测控系统瓦式一体化T/R组件设计

T/R组件作为相控阵测控系统的核心部件,其性能好坏直接决定了相控阵测控系统的效能表现。针对传统相控阵测控系统中采用的砖式T/R组件设计存在的集成度低、尺寸大、功耗高、安装复杂、后期维护性差等问题,设计了一种新型瓦式一体化T/R组件。该型T/R组件通过多层不同功能模块的瓦片式层叠和盲插互联结构实现了T/R组件高度的集成化、良好的散热性以及优异的安装维护性能。随着相控阵测控系统的通道数越来越多,集成度越来越高,新型瓦式一体化T/R组件的工程优异性也将会更加明显。     

宽带相控阵雷达的波控系统设计

宽带相控阵雷达要求波控系统不仅能完成窄带方式下的移相控制,还应具有宽带方式下的延时控制,实现雷达系统高分辨探测.文中采用了"广播式传输、分布式运算"的波控系统方案,设计了基于数字信号处理器(DSP)的波束控制器,完成波束的实时运算和相位控制,在子阵级和单元级实现了宽带方式下延时控制算法,并在工程上得到了验证.