Ku波段高增益8通道T/R组件设计与实现

利用低温共烧陶瓷(LTCC)高集成化设计优势,设计并实现了一款Ku波段高增益8通道T/R组件。该组件通过双向放大器的合理运用,有效提高了组件的收发增益,同时利用液态金属材料的特性,将硅铝壳体与铝合金散热齿进行有机结合,大大提高了组件在连续波发射工作模式下的热量传导能力,保证了组件小体积下工作的可靠性。最终设计实现的Ku波段高增益8通道T/R组件,体积仅84 mm×48 mm×6 mm,质量约60 g,发射功率增益大于45 dB,发射输出功率大于1 W,接收增益大于29 dB,接收噪声系数小于3.5 dB。该组件8个通道收发性能一致性好,性能稳定,具有良好的工程实用价值。

基于LTCC的半嵌入式BGA垂直互联结构设计

为满足有源相控阵雷达中发射/接收(T/R)组件的小型轻量化发展要求,提出了一种新型的垂直互联结构。从工艺优化的角度,结合低温共烧陶瓷(LTCC)可制作腔体的特性,用高频结构仿真器HFSS设计了半嵌入式球栅阵列(BGA)垂直互联结构,分析了半嵌入结构对垂直互联传输性能的影响。结果表明半嵌入式BGA垂直互联结构,在X波段回波损耗高于24 dB,插入损耗低于0.15 dB;在Ku波段,依然能实现回波损耗高于20 dB,插入损耗低于0.6 dB。该半嵌入式结构在优化工艺的同时,在X-Ku波段的较宽频段内可实现良好的微波传输性能。

基于带状线的X波段四通道T/R组件研制

基于带状线的结构特点,利用LTCC多层基板结构优势,设计了一款X波段四通道的T/R组件。该组件仅使用带状线传输线方式进行微波信号传输,避免了微波信号多层基板间过渡结构带来的损耗与畸变,同时结合LTCC走线特点、腔体设计技术和接地层屏蔽能力,将微波电路与电源控制电路进行分层处理和一体化设计,有效地降低了各信号间的串扰。最终设计实现的X波段四通道T/R组件,体积仅62mm×43.8mm×7.9mm,质量约40g,发射功率大于2W,接收增益大于25dB,接收噪声系数小于2.5dB。该组件四个通道间一致性好,性能稳定,具有批量应用价值。

一种宽带功分器的小型化设计与实现

基于传统单节威尔金森功分器结构,通过在输出枝节添加阶跃阻抗结构和额外的传输线进行工作带宽拓展及输出端口宽带匹配,构建了一种小型化宽带功分器设计结构。利用奇—偶模分析法与ABCD矩阵对该结构进行了分析计算。最终设计实现的宽带功分器尺寸为9 mm×12 mm,在8~16 GHz工作频段内,插入损耗小于1.2 dB,端口驻波优于1.5 dB,输出隔离度大于14 dB。该功分器具有结构简单、体积小、工艺实现难度低的优点。

基片集成波导K波段平面滤波器研制

利用基片集成波导与传统矩形波导的等效关系,类比矩形波导滤波器理论设计方法,结合三维电磁仿真软件模拟和优化技术,快速设计了K波段基片集成波导带通滤波器。实物测试结果显示滤波器的中心频率为19.75GHz,相对带宽6%,通带内插入损耗为1 dB,带内反射系数小于–14 dB,体积小于6 cm×2 cm×1 cm。相比传统波导形式滤波器,本设计为平面结构,体积小、易于系统集成。