毫米波通信二维有源相控阵天线简

本文围绕瓦式毫米波通信二维有源相控阵天线的总体架构、关键技术和实现途径等展开设计,在简要介绍国外相关技术和其它有关案例基础上,根据总体设计出发提出瓦式相控阵天线的设想,包含模块组成及技术实现的途径,有一定的实际可操作性,当然很多详细设计需专题仿真,但设计思想可作为未来小型化高集成的瓦式二维毫米波相控阵天线技术的尝试。     

一种毫米波相控阵雷达的天线单元

毫米波相控阵天线兼具有毫米波的优点与相控阵多功能等优势,并以其特有的技术特点,非常适合于小型化平台 的集成应用。本文提出一种具有宽扫描角的毫米波天线单元。在单元设计优化时,利用HFSS对其互耦影响和扫描盲角 效应进行了充足的考虑。天线单元组阵后,阵列辐射特性的实测结果与理论设计值具有很好的一致性。证明其非常适合 于一维、二维毫米波相控阵天线的组阵使用。     

毫米波有源相控阵天线技术

概述了毫米波技术在雷达探测及通信领域中的应用优势、使用场景以及未来的技术发展趋势,并着重对其技术实现面临的难点进行分析。同时,针对应用需求和技术特征的不同,介绍了满足各类应用的毫米波相控阵技术发展的不同技术路线,对其中涉及的架构、天线单元、器件和封装集成等主要关键技术进行了阐述,力图从总体上对其技术体制、应用情况和发展趋势进行科学分析和归纳,为毫米波相控阵天线技术的发展提供借鉴。     

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。本文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。     

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。     

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。     

毫米波相控阵板级集成天线技术研究

随着毫米波雷达及通信系统的快速发展,有源相控阵天线日益成为当前研究的热门天线形式。然而,毫米波有源相控阵存在空间紧凑、结构复杂、装配繁琐等问题。本文介绍了一种可应用于毫米波相控阵的板级集成天线,并对其天线阵列、垂直过渡等关键结构的设计进行了讨论。该阵面将天线阵列、收发组件和馈电网络全部集成在一块基板上,具有结构简单易于量产的特点。文末给出了对所设计的有源阵面的暗室测试结果,结果表明该天线在毫米波雷达和通信系统中具有巨大的应用潜力。     

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。     

微波毫米波多芯片模块三维互联与封装技术

微波毫米波固态有源相控阵天线在通信、雷达和导航等电子装备中得到广泛应用,三维互联与封装技术是研制小型化、高集成和高可靠有源相控阵天线的微波毫米波多芯片模块(MMCM)的关键技术。通过开展三维多层多芯片热布局优化设计,使MMCM 温度分布均匀,保证三维MMCM 可靠工作。通过研发含有双面高精度腔体的低温共烧陶瓷(LTCC)多层电路基板,并采用球栅阵列(Ball Grid Array, BGA)和毛纽扣微波毫米波垂直互联工艺、激光密封焊接工艺,研制出小型化、高性能和高可靠性的三维微波毫米波多芯片模块,满足新一代微波毫米波相控阵天线技术要求。     

现役地面防空火控雷达概况

介绍了国外在地面防空火控雷达中应用计算机和信息处理技术、相控阵天线、毫米波技术以及其他抗干扰技术的概况。     

射频MEMS及其在相控阵系统中的应用

概述了国内外射频MEMS移相器的研究情况,分析了射频MEMS技术给相控阵系统设计带来的优 势如：降低系统功耗,实现宽带阵列、自适应阵列与低成本相控阵等,介绍了国外MEMS相控 阵天线实例与毫米波MEMS相控阵系统方案。     

毫米波多通道收发电路与和差网络一体化集成技术

相控阵天线的收发组件与和差网络通常是两个独立的模块,模块间通过接插件进行电连接,成本较高且集成度低。文中提出了毫米波多通道收发电路与和差网络一体化集成技术,将多通道收发组件与和差网络高密度集成在同一介质基板(PCB)上,芯片贴装界面与和差网络在不同层,射频和低频电路通过介质板层间和层内走线完成。最后制作8×16阵列进行无源测试验证,结果表明该一体化集成技术性能良好,具有小型化、轻量化、一体化高密度集成、制作成本低等特点,可广泛用于毫米波瓦式相控阵天线。     

基于界面电磁学的新型相控阵天线

界面电磁学是电磁学领域的一个前沿研究方向, 对于新型微波和天线器件设计具有重要的理论指导意义.文章对界面电磁学进行了简要介绍, 包括其发展历程、学科定位, 以及关键研究内容.还进一步提出了基于界面电磁学的相控阵天线设计新思路, 并给出了多个相控阵天线设计实例, 包括采用旋转式电磁表面的微马达相控阵、采用电调数字表面的超大口径相控阵(10 240单元)、超高频率相控阵(96 GHz)和透射式相控阵.最后介绍了新型相控阵在微波/毫米波安检成像系统中的应用, 实验结果证明了全电调快速空间成像的可行性与成像精度.     

毫米波矢量调制器及其在有源相控阵天线中的应用

矢量调制器芯片作为一种可以同时对载波进行相位和幅度调制的新型电路,能够替代传统的数字移相器和数字衰减器用在有源相控阵系统中.先设计了一款工作在Ka波段毫米波单片矢量调制器,在片测试结果显示可以实现- 12～-40 dB的幅度调制与360°的相位调制.然后设计了一个Ka波段1×8阵有源相控阵天线,改变矢量调制器的控制电压...     

Millimeter wave components for electronically controllable antennas

Many present and future military and commercial systems operating at millimeter wave frequencies require the use of sophisticated electronically controllable antennas for maximum capability and flexibility. Electronic control of the antenna pattern is provided by electronically switchable phase control of each radiating element such as that achieved in phased array antennas or via electronically reconfigurable antenna feeds referred to as beam forming networks (BFN). Multibeam antennas provided by BFN'S can be realized using switches, variable power dividers (VPD), and phase shifters. Ferrite materials and associated application technology are being utilized to achieve these switchable RF control components at millimeter wave frequencies. The performance achievable in ferrite switchable circulators, variable power dividers and phase shifters in the frequency region from 20 to 100 GHz is discussed.     

Study of Millimeter Wave Phase Shift in 40 GHz Hybrid Mode Locked Lasers

An investigation into using hybrid mode-locked lasers to implement millimeter wave phase shift is presented. The phase shift is measured directly using a vector network analyzer enabling straightforward characterization of such systems. Both magnitude and phase of the modulation response are measured and a “plateau” is observed in the magnitude response which corresponds to the locking range of the system. Phase shifts of greater than 90$^{circ}$ are observed and such devices could have application in millimeter wave radio-over-fiber phased array antenna systems.      

机载超宽带扫描天线阵关键技术分析

超宽带、低剖面、宽角扫描、高增益和耐高功率是多功能相控阵天线的主要性能需求,通常难以兼顾. 针对该问题,本文结合紧耦合和端射机理,在传统金属Vivaldi天线基础上,提出了一种多功能相控阵天线的设计方法. 对704元天线阵进行了设计,并进行了仿真,结果表明：所设计的天线阵列在俯仰±60°、方位±45°扫描空域无栅瓣,大角度扫描有源电压驻波比在9倍频程下小于6.1、在高频3倍频程下小于3,同时高频段阵元增益大于5 dB的带宽高达3 GHz. 对实物进行了加工和测试,测试结果与仿真数据吻合良好. 该天线阵具有超宽带、低剖面、宽角扫描、高增益、高可靠性、耐高功率和易于实现等特点,在相控阵天线中有重要的应用价值.     

大功率毫米波雷达及器件新技术研究

近年来,在电真空技术进一步发展和概念创新的基础上,借助于材料、工艺及微加工技术的进步,大功率毫米波器件取得了快速发展,诞生了大功率毫米波回旋行波管、W波段宽带行波管、准太赫兹行波管、毫米波扩展互作用速调管、集成微型行波管等新管型。在毫米波频段取得了输出功率100 W^100 kW、带宽6~10 GHz等标志性成果。利用上述性能优良的电真空器件结合雷达探测新技术,开展毫米波单脉冲精密测量及目标成像雷达、毫米波空间合成无源相控阵多目标监视雷达、毫米波微型行波管有源相控阵多功能一体化雷达、机载亚毫米波视频合成孔径雷达研究,突破大功率毫米波器件应用和发射机关键技术,实现大功率毫米波雷达空间目标的多维特征精细测量和成像等应用目标。