一种小型化高集成有源天线接口网络的研制

介绍了一种小型化高集成有源天线接口网络的组成原理、设计方法以及实测结果。针对小型化高集成设计的难点进行评估,设计多层印制电路并利用微组装技术实现高集成设计方案。在此基础上,设计并实现一种六通道集成布局,每个通道均包含收发放大电路、波控电路,实现各通道独立收发切换及放大。多层印制电路采用10 层堆叠结构设计,一体化集成内监测及和差网络。根据组件实测结果,幅度带内平坦度优于依0. 3 dB,发射饱和输出功率逸32 dBm,质量为320 g。     

X波段二维扩充瓦片有源阵列天线研制

高频（X波段及以上）有源阵列天线受限于空间尺寸限制,难以直接实现二维阵列方向的扩充。本文提出的一种微波数字复合而成的二维扩充瓦片有源阵列模块,该模块采用多层印制板堆叠技术工艺,集合低频和射频馈电网络、模拟电路与数字电路的一体化功能,是实现有源天线轻量化小型化的关键设计。亦详细描述瓦片有源阵列天线的集成架构和其综合馈电网络设计。有源阵列天线阵面波束性能的仿真结果和原理样机的测试结果验证X波段二维扩充瓦片模块和阵列天线的可实现性。     

一种改进的有源集成天线设计方法

提出了一种改进的有源集成天线设计方法. 通过有源模块在有源集成天线模型中的反向嵌入,在电磁仿真软件CST提供的瞬态场路联合仿真平台中实现远场辐射特性仿真;通过引入零阻抗的虚拟端口,完成有源集成天线的双端口网络模型等效变换,实现有源电路特性更为准确的计算. 在模型分析基础上提出了改进的设计方法,采用该方法完成了分别满足增益均衡和G/T值均衡两个约束准则的多频有源集成天线设计,并对G/T值均衡的有源集成天线进行加工和测试. 实测结果和仿真结果趋势一致,验证了改进的有源集成天线设计方法能够在不同准则要求下设计有源集成天线,对抑制设计误差、提高设计效率和改善有源集成天线的特性有积极的意义.     

一种紧凑型双圆极化有源接收天线设计

设计了一种S波段紧凑型双圆极化有源接收天线,该有源接收天线将微带贴片天线与90°混合电桥、低噪声放大器集成设计,既实现了有源天线的整体小型化又提高了各器件间的连接效率;并通过背馈玻璃绝缘子和一种半差分的方式馈电,在改善微带贴片天线方向图对称性的同时,简化了传统差分式馈电的复杂结构.仿真和实测结果表明,该有源接收天线在2.2~2.3 GHz内端口驻波比小于1.47,噪声系数小于0.73 dB,主瓣内轴比小于2.4 dB,G/T值大于-13.9 dB/K,与已有公开文献的有源接收单元天线相比,在保持结构紧凑的同时,其G/T值有较大幅度提升.     

应用于复杂馈电系统的射频网络设计

针对现代雷达系统多功能、高集成、小型化发展的需求,设计了一种应用于有源相控阵天线复杂馈线系统的射频网络。射频网络采用埋薄膜电阻实现隔离功能,与数字电路的一体化设计,提高系统的集成度、稳定性和可靠性。通过高频仿真软件Ansoft HFSS对射频网络建模仿真,射频网络电路与激励器控制电路一体化加工。测试结果表明,射频网络在5.05.8 GHz工作频带内良好匹配,VSWR≤1.3,带内传输特性一致性较好,端口起伏≤0.4 d B,与仿真结果对比很吻合。     

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。     

一种低剖面带状线结构的一体化阵列天线设计

基于阵列天线小型化的设计需求,设计了一种低剖面带状线结构的一体化阵列天线。天线采用带状线结构,利用两排均匀分布的金属化通孔充当带状线之间的金属隔离墙,并通过对双面印刷偶极子天线、馈电网络以及监测网络的一体化设计来实现的一款低剖面阵列天线。天线高度仅70 mm,满足在C波段18%的相对带宽内获得-28 dB的低副瓣性能。该一体化阵列天线具有结构紧凑、重量轻、可靠性强和监测功能等优点,便于和有源器件集成。同时,该天线满足实际使用要求,其设计思路和设计方法具有很好的可扩展性。     

一种小型化有源相控阵天线设计与测试

文章设计了一种小型化有源相控阵天线,阵元采用低剖面双馈圆极化技术,轴比性能优异;T/R组件采用片式组件表贴综合网络技术,与常规砖式或瓦式相控阵天线的多次封装和模块连接相比,该天线通过一次封装集成实现了相控阵天线的轻、薄、小目标。通过紧缩场暗室测试和对星测试,结果表明,天线工作稳定可靠,性能优异。     

高集成Ku 波段雷达信号传输网络研究与设计*

采用复杂信号传输一体化集成设计技术,设计了一种高集成、小型化、高可靠雷达信号传输网络,其具备射频信号(14G鄄18G)功率分配合成、波控控制信号分配传输、电源分配等功能。同时还通过射频、数字信号协同仿真技术对网络进行EMI(电磁干扰)及SI(信号完整性)分析和优化,显著改善了在复杂电磁环境下,Ku 波段宽带射频信号传输网络易谐振,控制信号反射和串扰明显的现象,提升了信号传输质量,实测结果验证了仿真的精确有效。文中所阐述的设计方法是对传统雷达阵面技术的革新,符合现代雷达阵面高集成、小型化、电磁环境复杂、可靠性要求高的发展趋势。     

基于耦合振荡器阵列的非线性有源天线阵

利用耦合振荡器阵列实现有源集成天线阵电扫描,可以实现相控阵天线高效率、低成本、小型化。文中利用Y-参数对利用任意耦合网络实现的耦合振荡器阵列进行了分析,得到了系统幅度及相位非线性动力系统的微分方程组,然后针对利用耦合振荡器阵列实现非线性有源天线阵列这一实际应用,提出了一种不用移相器实现有源天线阵列波束扫描的方法,并进行了稳定性分析。最后利用计算机仿真验证了该方法的可行性。     

基于Matlab优化和Ansoft Designer仿真的小型化宽带和差网络设计

主要介绍了用Matlab和Ansoft Designer软件优化设计由带状线实现的和差网络,最后给出了一种8～12GHz和差网络及其测试结果。     

一种新型和差旁瓣抑制阵列天线

针对传统和差阵列天线旁瓣抑制能力的不足,设计了一种应用于二次雷达的新型和差旁瓣抑制阵列天线.该天线主要由前向阵列、后向单元、波束形成网络和互连的射频电缆构成,其中前向阵列和后向单元共同形成差波束.采用遗传算法对各个天线单元的幅度和相位进行优化,使差波束在工作频带内能够覆盖和波束的旁瓣.仿真和测试结果表明:在13.2％相...     

网络化作战机载射频传感器综合

从近年来新型作战概念牵引、机载平台限制、架构发展及技术推动4个层面阐述了网络化作战环境中射频综合的必要性,基于未来作战样式对于射频综合系统的能力特征需求进行耦合分析;对分立式的异构传感器进行综合设计,提出射频综合的基本架构方案,从机载总体角度对射频综合总体、共形孔径、射频管理等关键技术进行分析,为系统综合设计提供支撑。     

基于Smith圆图的射频功放电路的设计与分析

基于Smith圆图设计射频匹配电路，提出了大功率射频放大电路的设计方法，采用MRF9060芯片，运用如Pspice和ADS等开发软件，实现了包括直流偏置电路、保护电路、匹配滤波电路以及射频放大电路在内的整体设计，并给出了对系统增益、回波损耗等指标的仿真结果。     

Ka波段单脉冲和差网络设计

和差网络是毫米波单脉冲雷达前端中的一个重要器件,设计了一种由四个阶梯型波导魔T组成的Ka波段和差网络。相比于传统的波导匹配魔T,该新型魔T由于采用了阶梯型过渡匹配结构,抗振动能力较好。四个魔T按一定方式排列和连接,以使和差端口成一直线分布,四个接收端口成"十"字型分布,易于系统集成。通过三维电磁仿真软件优化设计,在34 GHz~36 GHz范围内,和差器各端口回波损耗大于15 d B,当和端口激励时各输出端口的幅度一致性小于0.1d B、相位一致性小于5°。最后,给出和差网络的实物测试结果,并与仿真结果对比。     

A review on RF ESD protection design

Radio frequency (RF) electrostatic discharge (ESD) protection design emerges as a new challenge to RF integrated circuits (IC) design, where the main problem is associated with the complex interactions between the ESD protection network and the core RFIC circuit being protected. This paper reviews recent development in RF ESD protection circuit design, including mis-triggering of RF ESD protection structures, ESD-induced parasitic effects on RFIC performance, RF ESD protection solutions, as well as characterization of RF ESD protection circuits.     

Active Integrated Antenna Design Using a Contact-Less, Proximity Coupled, Differentially Fed Technique

A novel contact-less, differential feeding technique suitable for integrated active antenna design is demonstrated. This technique utilizes an odd mode signal to generate fringing fields on either side of a microstrip gap under the antenna. This allows electromagnetic energy to be efficiently coupled from the transmission lines to the radiating antenna. In a balanced integrated antenna amplifier configuration, the proposed non-contact feeding method removes the need for any balun or power combining network. Hence in theory, a compact RF front-end design with lower losses can be realized. This feeding method has been successfully applied to the design of simple passive microstrip patch antennas and active integrated antennas (AIA). Simulated and measured results are also included to validate the proposed feeding concept and antenna designs. The performance of the proposed differential feeding technique on a simple microstrip patch antenna has been systematically studied. The study suggests that the proposed proximity method is broadband in nature, allowing antennas operating at different resonant frequencies to be swapped without the need to change the feed dimensions and without degrading the matching performance     

Fully monolithic CMOS RF power amplifiers: recent advances

The transmit RF power amplifiers remain one of the most challenging building blocks for wireless transmitters. This article is intended to provide the reader with an understanding of the basic operation of Class A, B, AB, and C RF power amplifiers. With the numerous advantages associated with highly integrated transceiver implementations in mind, some examples of designs of integrated power amplifiers, as opposed to discrete or hybrid implementations, are enumerated. These examples also give the reader an understanding of the current trend in the design and implementation of fully integrated RF power amplifiers in CMOS and other silicon-based technologies     

Multitier Wireless Communications

Next-generation computing systems will be highly integrated using wireless networking. The Rice Everywhere NEtwork (RENÉ) project is exploring the integration of WCDMA cellular systems, high speed wireless LANs, and home wireless networks to produce a seamless multitier network interface. We are currently developing a simulation acceleration testbed and a multitier network interface card (mNIC) consisting of DSP processors, custom VLSI ASICs, and FPGAs for baseband signal processing to interact with the various RF units and the host processor. This testbed will also allow us to explore high performance algorithm alternatives through computer aided design tools for rapid prototyping and hardware/software co-design of embedded systems.