一种小型化SIR交指带通滤波器设计

本文基于阶跃阻抗谐振器(SIR)比同频率均匀阻抗(UIR)尺寸更小的原理,结合薄膜工艺设计加工了一款小型化的交指滤波器。设计的SIR谐振器长度比UIR谐振器长度缩短了24.8%。使用该小型化的谐振器设计了一款小型化的交指滤波器。使用薄膜工艺在0.254 mm厚的相对介电常数为9.8的陶瓷基板上对滤波器进行加工。经测试,滤波器的通带为3.55~4.35 GHz,带内中心插损为3 dB,带内平坦度为1.7 dB,带内回波损耗小于-18.6 dB,在带外2.8与5.1 GHz处的抑制度分别为-42.8与-66.1 dB。滤波器尺寸仅为6.40 m×4.79 mm(0.21λ_(g)×0.16λ_(g))。

EHF频段键合线分析

金丝键合是毫米波频段器件互连的主要手段,随着工作频率的不断升高,金丝的趋肤深度不断减小,金丝键合线对电路的影响也变得越来越大。通过对键合线模型的理论分析和软件仿真,总结出键合线的拱高、间隔等参数在EHF频段的影响规律。选择不同的补偿措施,尽量减小键合线带来的不良影响。通过对实物的测试,验证了以上结论。

薄膜工艺制造误差对电路性能的影响

薄膜工艺具有加工高精度图形的能力,广泛应用于微波毫米波电路中。在设计薄膜滤波器等无源电路时,为了降低分析、计算难度,常采用理想模型,未考虑工艺制造误差及材料特性等影响,造成了实测值与计算结果有一定偏差。为了提高薄膜电路设计的准确性,对设备、人员相对稳定的薄膜工艺线各主要工序制造误差进行分析,通过大量实测数据,统计出了该工艺线制造误差范围,常规线宽偏差±4.5μm以内,关键线宽可控制在±2.0μm以内,线条厚度误差±20%以内。根据工艺制造能力,构建电路的三维多参数仿真模型,与理想模型进行对照,给出了薄膜工艺制造误差对滤波器电性能的影响,为今后准确设计滤波器等无源电路提供了有力的指导。应用结果表明,多参数模型与实测结果更为接近。

EHF频段上变频器设计及实现

EHF频段是下一代卫星通信系统优选的工作频段,设备的研制越来越迫切。上变频器是系统中关键的设备,通过应用仿真软件对频率配置、杂散等指标进行了仿真分析,研制了上变频器,设备实现了L频段到EHF频段2 GHz带宽的频率变换,EHF频段1 dB输出功率大于+16 dBm,2 GHz带宽内幅频特性小于3.5 dB。通过增加补偿措施,实现较小的带内幅频特性。

一种Ka频段瓦片式接收组件的设计与实现

根据机载卫星通信系统低轮廓天线的需求,应用微组装工艺设计了一种由53层LTCC微波基板组成的Ka频段2×2瓦片式接收组件,集成了低噪声放大器、移相器、衰减器及微波分合路网络等电路。对瓦片式组件的垂直互联、通道间互耦等关键技术开展了研究,采用补偿的同轴结构、优化腔体布局等措施解决了垂直互联传输损耗大及通道相互干扰的问题。采用BGA球进行基板间三维高密度互联,集成了34只各类元器件。测试结果与方案设计指标一致,接收组件噪声系数小于2.1 d B,通道增益大于20 d B,功耗小于0.5 W,重量仅为3 g,尺寸为14.2 mm×14.2 mm×4.5 mm。

一种MEMS可重构群时延均衡器的设计

为了改善相控阵天线系统T/R组件间群时延特性差异,降低群时延对系统合成信噪比的影响,对群时延补偿均衡网络进行了研究。在全通网络理论基础上,根据系统可重构需求,提出了一种新型可重构的网络拓扑结构,利用可调元件解决了群时延调整问题;提出了利用微机电系统(MEMS)工艺技术,在硅基上制造可调高Q值电感、电容的思路。以某S频段相控阵系统为例,统计了组件射频通道群时延特性差异,利用新型拓扑网络结构,设计了群时延均衡单元。软件仿真表明:均衡单元谐振频率调节范围达到450 MHz,群时延大小可调范围可达20 ns以上,指标满足系统对群时延均衡网络的要求。

Ka频段硅基阵列天线设计

微带阵列天线是实现通信、测控等系统小型化的关键设备之一。为了进一步降低天线高度,对应用深腔刻蚀、硅通孔等微电子机械微纳加工技术,实现Ka频段硅基阵列天线的方案进行了分析研究。对常用的各种微波基板材料特性进行分析,结合3D封装集成需求,最终采用背面开腔的高阻硅材料,设计了同轴背馈硅基线极化4×4阵列天线。对天线阵元、馈线等结构进行了理论分析计算,并通过电磁场仿真软件进行优化验证,仿真结果表明指标满足系统要求。同时也对阵列天线在制造过程中的关键工艺问题进行了分析,研究了在硅基材料上实现微带阵列天线制造可行性,为今后相控阵中天线与微波有源电路3D系统级封装集成进行了有益探索。

共面波导表面状态对微波性能影响分析

针对共面波导表面状态对微波性能影响进行了分析,应用保角变换法定量给出了共面波导金属厚度与有效介电常数、特征阻抗、损耗修正表达式。测量了工程中常用的不同工艺制作的共面波导传输线导体厚度、表面粗糙度等参数。采用仿真软件模拟不同导体厚度、不同导体表面粗糙度对微波传输性能的影响。在追求低传输损耗的工程应用中,要考虑共面波导导体厚度、表面粗糙度等表面状态的影响,选择合适的工艺手段和合理的工艺精度来保证传输线的微波性能。

Ku频段上变频器的设计与实现

阐述了一种Ku频段卫星通信上变频器的实现方案,针对低杂散和低相位噪声输出这2个难点,采用多次变频方案以及选用高抑制度的滤波器实现变频器的低杂散输出;采用多环锁相方案实现低相位噪声输出。给出测试结果,杂散抑制-70dBc(500MHz带内),相位噪声-85dBc/Hz@10kHz,验证了该方案的可行性。

一种基于石英基板的功分器制备研究

石英基板在高频毫米波太赫兹频段具有介电常数低和损耗低等优点,但是石英基板电路尤其是薄石英基板电路的加工难度较大。利用薄膜电路加工技术在石英基板上加工出一款分路器。通过对石英基板威尔金森功分器的研究和制备,分析并解决了含电阻石英薄膜电路基板加工中电阻图形化、电阻退火热处理和划切工艺的难点,并提出了一些新的方法,对石英基板在高频微波电路领域的应用具有较好的借鉴意义。

一种基于光敏BCB技术的兰格耦合器制备工艺研究

根据介质隔离兰格耦合器的结构特点,设计了基于BCB介质桥的兰格耦合器的加工工艺流程。通过对工艺流程中的关键技术和重要影响因素进行分析,得到了加工过程中的工艺参数。按此工艺参数进行加工,得到兰格耦合器样件,与空气桥兰格耦合器相比,在保证电性能的基础上提高了组装的可靠性。

基于SIW的窄带滤波器加工工艺研究

基片集成波导(SIW)技术是一种在介质基板上通过金属化孔实现波导传输结构的技术,具有波导损耗低、品质因数高和功率容量大等优点,是目前微波毫米波领域的研究热点。研究了基于硅基的SIW窄带滤波器的加工工艺,对加工过程中影响滤波器性能的关键参数进行研究分析并优化,在此基础上加工出一款窄带滤波器,通过性能测试,滤波器带内差损4.3~4.5 d B,与仿真结果一致。

Ka波段波导-微带探针过渡结构设计

为满足微波电路中低损耗的应用需求,基于多种基板设计了微带平面法向与波导电磁波传播方向平行的Ka波段波导-微带探针过渡结构,给出了过渡结构的设计方法及相关参数的计算公式,完成了基于三种不同基板的探针过渡结构的建模与仿真优化,并进行了制作、测试和对比分析。该过渡结构具有插入损耗小、回波损耗低、加工简单、易于互连等优点,实测结果表明:在36~40 GHz频段内,0.254 mm厚石英介质探针过渡效果最好,回波损耗优于-15 dB,插入损耗小于0.5 dB。测试结果满足实际需求,具有广泛的实际工程应用价值。

L波段LTCC高抑制宽阻带低通滤波器

针对微波变频模块小型化需求,基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术,设计了一款高抑制度宽阻带的L频段低通滤波器。为增加滤波器高端的抑制度,以椭圆函数为原型,采用简化原理图中各元件值的方法并合理的设计元件外形和布局方式,有效利用结构内部的电磁耦合作用,使高端频段达到较高抑制度。实际加工制成的滤波器在3.4 GHz、5.65 GHz和8 GHz处阻带抑制分别达到了41 dB、59 dB和45 dB。在电路中利用该滤波器可有效地防止其他频段的信号干扰,增强电路的抗干扰能力。

利用ADF4113设计数字锁相式频率源

该文介绍了AD公司的ADF4113频率综合器芯片,应用AD公司的ADI SimPLL软件进行仿真,设计出L频段数字锁相式频率源,解决了在调试中遇到的关键问题,最终实现的电路具有良好性能指标。

Ku波段模拟转发器的设计

模拟转发器作为卫星通信地球站设备联试、调机、测试、检修的专用设备,具有变频及信号转发功能,主要用于模拟射频信号的空间损耗,配合其他设备在不经过卫星转发的情况下模拟信号的传输过程。介绍了一种Ku波段模拟转发器的设计方法,针对技术难点对其主要模块进行了分析,包括本振源、腔体滤波器、监控单元及电调衰减器,最后给出测试结果,证明了设计的可行性。