厚膜导带材料微波性能的研究

本文讨论了国产厚膜导体材料的微波性能。用国产Au浆料和Pd—Ag浆料,通过传统的厚膜工艺,在99％Al_2O_3陶瓷基片上制作了一组特性阻抗为50欧姆的微带线。用薄膜技术制作了几条和厚膜微带线一样的薄膜微带线。使用HP8410S网络分析仪测出了频率在2～12GHz范围内各条微带线的散射参数的幅度和相位。对微带线的损耗测量值和理论值进行了比较。用台阶测试仪测绘出了微带线中心导体的截面膜厚分布图。实验结果表明:在频率8GHz下,国产Au厚膜微带线的损耗和薄膜微带线的损耗几乎相等。另外,用国产Au浆料制作了一个3dB分支线定向耦合器,器件的性能良好。     

一种新型的在线式微波功率传感器

提出了一种基于MEMS技术的在线式微波功率传感器结构,并对该结构进行了理论分析、设计、制作和测量.该结构通过测量由MEMS膜耦合出的一小部分微波功率实现功率的测量.该结构制作工艺与GaAs MMIC工艺完全兼容.测量结果显示,在12GHz频率以内,微波功率传感器的反射系数小于-15dB,插入损耗小于2dB,在10GHz中心频率下的灵敏度为10 4μV/mW.     

聚合物共面波导行波电极电光调制器

用聚合物材料BPAN-NT设计并初步成功制作了共面波导(CPW)行波电极电光调制器。用反应离子刻蚀(RIE)的方法制作脊波导,通过电晕极化使芯层有电光效应,利用电镀方法制作厚行波电极。对调制器的各项特性参数进行了测试,测得调制器的微波损耗系数0α=0.9 dB/cm.(GHz)1/2、在1.317μm波长上Vπ=250 V,由此算得芯层材料的电光系数3γ3=3.7 pm/V,同时测得消光比为13.49dB、插入损耗为18.6 dB,在8 GHz的微波频率上观察到了调制光信号,理论计算3 dB光调制带宽为43.77 GHz。     

一种新型的在线式微波功率传感器

提出了一种基于MEMS技术的在线式微波功率传感器结构,并对该结构进行了理论分析、设计、制作和测量.该结构通过测量由MEMS膜耦合出的一小部分微波功率实现功率的测量.该结构制作工艺与GaAs MMIC工艺完全兼容.测量结果显示,在12GHz频率以内,微波功率传感器的反射系数小于-15dB,插入损耗小于2dB,在10GHz中心频率下的灵敏度为10 4μV/mW.     

微波集成电路的中膜工艺

“中膜”工艺是一种兼有薄膜技术的高分辨率和厚膜技术成本低(因无需真空设备)等优点的工艺。本文就用于3～12GHz频率范围的微波集成电路的中膜微带传输线的性能给以阐述。对特性阻抗为35、50和71Ω的几个环形谐振器做了一些实验。这些谐振器是用中膜金导体在96％和99.6％的氧化铝衬底上制成的。进行了微带损耗的理论计算,并和使用扫频技术所得的微带衰减测量数据进行了比较。结果表明,中膜微带传输线的衰减与使用同样导体材料的厚膜线的结果基本相同,而且中膜另外还增加两个优点:一个是精细线条的分辨率高(50μm的线宽和间距),另一个是成本低。典型的数据是,在7GHz下在99.6％氧化铝衬底上的50Ω线的衰减常数是0.06dB/cm,而理论上的下限值是0.05dB/cm。另外,已经使用由100Ω厚膜电阻器(EMCA5512)隔离的中膜金微带支路制作出了Wilkinson 3dB同相功率分配器。也发现,中膜导体可以和厚膜电阻器同时使用,而且,正如所预计的,Wilkinson 3dB混合电路的性能为:在中心频率为6GHz、带宽为500MHz的范围内,隔离度大于30dB。     

一种开路短截线结构的耦合式微波功率传感器

提出了一种基于MEMS技术的在线式微波功率传感器结构,并对该结构进行了理论分析、设计、制作和测量。该微波功率传感器通过加入阻抗匹配和开路短截线结构实现低损耗和宽频带的在线测量。该结构制作工艺与GaAs MMIC工艺完全兼容。测量结果显示,在8GHz～12GHz频率范围内,微波功率传感器的反射系数小于-18dB,插入损耗优于0.45dB,在10GHz中心频率下的灵敏度为12.0μV/mW。     

重组嵌合受体anti-erbB2 scFv-CD28-ξ全基因合成及其真核表达载体的构建

通过优化换能器拓扑结构,探索长延时传声介质的双面光刻及探针提取S参数进行网络匹配等技术,改进了声体波微波延迟线换能器设计及制作工艺.研制出中心频率为4.3 GHz,带宽为200 MHz,延迟时间为1.999 7μs,插入损耗仅26 dB,直通抑制45 dB,3次渡越抑制42 dB的声体波微波延迟线.     

2μs低损耗声体波微波延迟线

通过优化换能器拓扑结构,探索长延时传声介质的双面光刻及探针提取S参数进行网络匹配等技术,改进了声体波微波延迟线换能器设计及制作工艺.研制出中心频率为4.3 GHz,带宽为200 MHz,延迟时间为1.999 7μs,插入损耗仅26 dB,直通抑制45 dB,3次渡越抑制42 dB的声体波微波延迟线.     

BCB/InP基宽带低损耗共面波导微波传输线

面向高速行波电吸收(EA)调制器的需要,设计并制作了基于苯并环丁烯(BCB)聚合物/InP衬底的宽带(0～40 GHz)、低损耗微波共面波导传输线.对共面波导结构开展仿真设计,分别对BCB材料厚度、InP衬底导电率和信号电极宽度等关键参数进行了优化.结果表明,当设计的BCB膜厚为4 μm、InP衬底导电率小于0.002(Ω·cm)-1和信号线宽度为84μm时,微波传输性能可达最优.在此基础上,采用电阻率为108Ω·cm的半绝缘(SI)InP衬底、涂覆4μm BCB薄膜,制作出0～40 GHz范围内微波损耗小于0.5 dB/mm的共面波导传输线.     

T形电极晶体管

叙述了一种制作双极型晶体管的T形电极结构自对准工艺。利用该工艺已研制成微波T形电极晶体管(TSET)。最高振荡频率为10GHz,截止频率为6GHz;在3.2GHz下,输出功率1.1W,功率增益6dB。     

基于MMIC工艺的片上射频LC无源滤波器

设计、制作了几种基于MMIC工艺的片上LC低通/带通滤波器并进行了测试. 测试结果表明,一个3nH的MMIC电感在6.8GHz下品质因数达到13.8,自谐振频率达到15.5GHz;制作的LC低通/带通滤波器的截止频率或中心频率与设计偏差很小,分别为2%和3.3%;低通滤波器在各自通带内的插入损耗小于3dB,带通滤波器在中心频率的插入损耗为7.2dB.     

X波段LTCC铁氧体环形器的设计

针对微波铁氧体材料与低温金属浆料及LTCC陶瓷材料在工艺上的匹配共烧的技术难题,文中采用本征模设计方法,运用阻抗匹配技术,借助微波仿真HFSS和AutoCAD软件设计了一种X波段单Y结LTCC铁氧体环形器。器件模型在10.9~12 GHz的频率范围内出现环形功能,其带宽为1.1 GHz,插入损耗≤0.5 dB,回波损耗≥10 dB,隔离度≥13 dB,驻波比≤1.5 dB。此设计有望实现微波环形器与低温共烧陶瓷(LTCC)技术的有效结合。     

基于MMIC工艺的片上射频LC无源滤波器

设计、制作了几种基于MMIC工艺的片上LC低通/带通滤波器并进行了测试.测试结果表明,一个3nH的MMIC电感在6.8GHz下品质因数达到13.8.自谐振频率达到15.5GHz;制作的LC低通/带通滤波器的截止频率或中心频率与设计偏差很小,分别为2%和3.3%;低通滤波器在各自通带内的插入损耗小于3dB,带通滤波器在中心频率的插入损耗为7.2dB.     

一种新型SIR结构LTCC带通滤波器设计与制作

采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术及SIR结构,设计制作了一种新型LTCC带通滤波器,采用ADS和HFSS软件进行三维建模和电磁场优化仿真及测试。结果表明:该滤波器中心频率为2.46 GHz左右,3 dB带宽为2.28~2.71 GHz,带外抑制≥25 dB(偏离中心频率±500 MHz),外形尺寸为3.20 mm×1.61 mm×1.03 mm。     

110 GHz带通太赫兹滤波器设计

对滤波器的高精确度理论设计及小误差的工艺实现进行探讨与设计加工。总结了国内外的多种设计经验,讨论了多种类型的滤波器设计方案,选取适当的滤波器结构形式,设计加工了110 GHz的感性窗耦合波导滤波器,其中感性窗耦合结构采用传统机械加工技术实现,与法兰盘结构一并集成。基于高频结构仿真(HFSS)软件进行仿真,结果表明：设计并制作的110 GHz带通滤波器,其中心频率为110 GHz,相对带宽为5%,插入损耗小于1 dB,带内回波损耗大于 20 dB,距中心频率2倍带宽处,带外抑制大于40 dB。     

系列微波宽带放大器

介绍了反馈式放大器、平衡式放大器及行波式放大器等宽带放大器的工作原理,采用多种宽带电路结构设计制作了系列微波宽带放大器,进行了微波仿真,给出了设计过程及测试结果.频率覆盖2～18 GHz,分为2～8 GHz,4～8 GHz,8～12 GHz,12～18 GHz,6～18 GHz和2～18 GHz 6个品种,增益为10～30 dB,增益平坦度小于2 dB,输入输出驻波比小于2.5,1 dB压缩输出功率可达16 dBm.由于采用模块化设计,技术指标可以灵活调整,满足不同需要.该系列微波宽带放大器采用PHEMT管芯,微波薄膜工艺,封装在密封的金属盒体中,具有系列化、模块化和小型化的特点.     

一种具有工作状态转换开关结构的微机械在线式微波功率传感器

提出了一种具有工作和不工作两种状态的8GHz-12GHz宽带在线式微波功率传感器结构,该功率传感器通过测量由MEMS膜从共面波导线耦合出的一小部分微波功率实现功率的测量。为了降低功率传感器在不工作状态的微波损耗,提出了一种能够实现两种工作状态的新型的状态转换开关结构。该结构制作工艺与GaAs MMIC工艺完全兼容。测量结果显示,在10GHz中心频率处,该结构功率传感器在不工作状态下的插入损耗为0.18dB,而在工作状态下的插入损耗为0.24dB,这意味着在不工作状态下没有微波功率被耦合出来。     

金刚石SAW滤波器的设计和制作

通信系统向高频的发展趋势使声表面波(SAW)滤波器技术面临着越来越多的挑战。利用传统材料制作SAW滤波器的中心频率很难达到GHz频段,因此探索在高声速材料基础上制作SAW滤波器成为一种必然趋势。基于高声速材料金刚石设计了IDT/ZnO/金刚石结构的薄膜SAW滤波器,设计了镜像阻抗连接IDT的结构参数,并采用ADS软件对该结构进行了建模仿真。然后,通过ZnO薄膜制备工艺和IDT电极制备工艺,获得了金刚石SAW滤波器样品。最后,采用RF探针台对所制得的样品进行了性能测试和数据分析。测试结果表明,在金刚石厚膜衬底上获得了频率超过1 GHz的SAW滤波器样品。     

双膜桥微波MEMS开关

介绍了一种双膜桥微波MEMS开关 ,给出了开关的设计与优化方法 ,建立了开关的仿真模型 ,使用硅表面微机械工艺制造了双膜桥开关样品 ,其主要结构为硅衬底上制作CPW金属传输线电极和介质层 ,然后制作具有微电感结构的金属膜桥 ,提高了开关隔离度。利用HFSS软件仿真的结果表明 ,该开关在微波低频段 (3～ 6GHz)有着很好的隔离性能。研制的开关样品在片测试的电性能指标为 :插损小于 0 .3dB ,隔离度大于 4 0dB ,驱动电压小于 2 4V。     

双膜桥微波MEMS开关

介绍了一种双膜桥微波MEMS开关,给出了开关的设计与优化方法,建立了开关的仿真模型,使用硅表面微机械工艺制造了双膜桥开关样品,其主要结构为硅衬底上制作CPW金属传输线电极和介质层,然后制作具有微电感结构的金属膜桥,提高了开关隔离度.利用HFSS软件仿真的结果表明,该开关在微波低频段(3～6GHz)有着很好的隔离性能.研制的开关样品在片测试的电性能指标为:插损小于0.3dB,隔离度大于40dB,驱动电压小于24V.