采用基片集成波导技术的毫米波MEMS环行器

设计并制备了一款毫米波的微机电系统(MEMS)环行器。该毫米波MEMS环行器芯片采用高阻硅作为衬底,利用基片集成波导(SIW)技术,基于硅基MEMS工艺,采用低损耗金属化技术,实现了硅通孔金属化的制备。采用三维电磁仿真软件进行模拟,设计了该毫米波MEMS环行器的结构以及SIW与微带线的过渡匹配,并在此基础上优化设计了一套通用的制备毫米波MEMS环行器的工艺流程。并对制备的毫米波MEMS环行器进行了性能测试。结果表明,该环行器的频率范围为24~28 GHz,频带内插入损耗≤0.5 dB,隔离度≥17 dB,尺寸仅为5 mm×5 mm×2.5 mm,能够满足大部分应用需求。

基于介质销钉的基片集成波导带通滤波器的设计

滤波器是微波毫米波电路中的重要部件。基片集成波导技术使得包括平面电路、接头和矩形波导在内的完整电路可以以平面的形式集成在标准印刷电路板上。本文将中心介质销钉引入基片集成波导之中,构成新型带通滤波器。论文中分别基于金属销钉和介质销钉设计了两个带通滤波器,Ansoft HFSS数值结果说明这两种方式构成的滤波器均能较好地满足设计指标,说明文中的方法是行之有效的。

偏置介质销钉基片集成波导带通滤波器的设计

滤波器是微波毫米波电路与系统中的一个重要部件.基片集成波导技术使得包括平面电路、接头和矩形波导在内的完整电路可以平面的形式集成在标准印刷电路板上.本文将偏置介质销钉带通滤波器的设计方法引入基片集成波导中,实现了一个中心频率为28GHz,相对带宽为3.57%的基片集成波导带通滤波器,Ansoft HFSS的数值计算结果显示该途径是成功的.

基片集成非辐射介质波导激励电路研究

随着直接在印刷电路板(PCB)或金属化的介质板上制作基片集成非辐射介质(SINRD)波导的概念提出,如何用平面电路的方式激励此种SINRD波导是今后广泛应用SINRD波导电路的要解决的关键技术之一,这是因为这一技术的解决可以为平面多层化毫米波系统在更高频率上的使用打下基础.本文提出了一种利用微带线到槽线过渡结构,然后利用槽线准TEM波主模和SINRD波导LSM11主模的场型相似性,用槽线去激励PCB型SINRD波导的新型馈电结构.通过使用多层结构,电路由两层的Arlon TC600的PCB组成,从微带结构到槽线的过渡电路可以直接焊接在稍薄的板子上.接下来可在接近SINRD波导介质条带的中心位置激励所需的工作模式LSM11模,这种槽线到SINRD波导的配置可以获得更宽的带宽和高度的集成.仿真和实验结果证实了上述观点的正确性.

过模基片集成波导腔体滤波器设计

提出了一种过模基片集成波导(SIW)腔体滤波器。介绍了只由单个过模SIW腔体构成的一阶滤波器的原理。利用过模SIW腔体中的基模实现模式交叉耦合,滤波器能产生一个位于通带任一边的传输零点(TZ)。设计了一个由两个过模SIW腔体级联成的二阶滤波器,该滤波器能产生两个传输零点。为了改善滤波器的阻带性能,使用了非相似谐振器技术来实现寄生抑制。此外,阻带性能也可以通过增加基模谐振器的数量来改善。设计并制造了含有两个过模SIW腔体的二阶和三阶滤波器,仿真与测试结果吻合。

一种槽线扰动的基片集成波导双模滤波器

该文提出一种新型小型化基片集成波导(SIW)双模滤波器。通过使用正交的输入输出馈线,和一段倾斜的槽线来扰动腔体的两个简并模,滤波器能产生两个传输零点(TZ)。采用该方法设计了一个中心频率为15 GHz,带宽为350 MHz的基片集成波导双模滤波器。该滤波器结构简单,成本低廉,易于加工。测试结果和仿真结果吻合,较好地验证了设计的可行性和有效性。

K波段基片集成波导带通滤波器的设计

基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）是一种低插损、低辐射、高品质因素的导波结构。文章利用基片集成波导技术设计了一种K波段带通滤波器,其中心频率为19.4GHz,相对带宽为7.48%,插损小于1dB,该滤波器具有体积小、重量轻、易于加工和集成等优点。

基片集成波导槽阵列天线的仿真研究

提出了一种介质谐振器加载的基片集成波导槽阵列天线结构,并给出了简单、快速的设计方法。通过Ansoft HFSS仿真软件进一步优化,可得到性能优良的天线设计结果。利用所给设计方法具体设计了一种K波段圆柱形介质谐振器加载的四元横向槽阵列天线,仿真计算结果表明该天线具有大约450MHz的-10dB回波损耗带宽,最大增益为11.8dB,且辐射效率达92%。

基于慢波基片集成波导的X波段功分器设计

针对传统基片集成波导(substrate integrated waveguide,SIW)功分器设计中宽带化和小型化不易兼顾的问题,提出了一种基于慢波SIW(slow-wave SIW,SW-SIW)的功分器.采用微带折线构成的慢波结构单元加载于SIW金属表面上,代替传统SIW连续的金属表面,与同尺寸的SIW相比,SW-SIW的截止频率下降了40%,能够实现横向尺寸的缩减,尤其当SW-SIW达到与SIW相同的相移量时,SW-SIW所需纵向尺寸更小.所提出的基于SW-SIW的功分器在具有较宽带宽的同时实现了器件尺寸的减小.通过测试结果可得,该功分器在8.25~12.8 GHz频带内的反射系数|S11|<−10 dB,相对带宽达到了43.2%,相位一致性良好且小型化效果明显,适用于紧凑型微波射频前端.

基于基片集成波导技术的毫米波引线键合结构

当前微波毫米波芯片的引线键合主要是在芯片焊盘和微带线之间实施,当工作频率达到毫米波频段,引线键合的性能对键合线属性及微带线加工精度的敏感度均越来越高,键合操作中键合线长度的差异或微带线加工的误差都可能导致键合性能的快速恶化。提出了一种基于基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)技术的毫米波引线键合结构,该结构直接使用SIW与芯片焊盘或其他电路进行键合,对比现有微带键合方案,使用提出的基于SIW的键合方案,可以显著降低对结构加工精度的敏感度,同时减少了对介质基片的限制等。设计了无源SIW键合结构,仿真和测试结果表明,基于SIW的键合结构拥有良好的键合性能,相比微带键合结构,降低了传输损耗,降低了对结构尺寸的灵敏度,改善了键合性能。

基于半模基片集成波导的高速数据传输系统

提出了基于半模基片集成波导(HMSIW)互连的高速数据传输系统,并实现了单通道7.5Gbps的高速数字信号传输。对传统SIW互连传输系统进行了改进,设计加工了新型HMSIW波导互连,替换传统SIW波导互连,使得信道传输带宽和系统传输速率显著提高。在相同主模截止频率条件下,HMSIW的工作带宽为SIW的两倍,而其宽度尺寸仅为SIW的一半。仿真与实测结果显示论文提出的HMSIW互连传输系统与文献提出的传统SIW互连传输系统相比,前者的最高传输速率是后者的1.5倍。

一种新型基片集成波导合成器的设计

设计出了一种Ka频段9路基片集成波导合成器,通过HFSS软件仿真,频带内插入损耗达到0.6dB,反射达到-20dB,驻波比达到1.25。

基片集成波导技术:最新的发展及未来的展望(英文)

回顾了基片集成波导技术(SIW)最新的发展动态。到目前为止,所报道的各种各样基于基片集成波导技术的无源和有源元器件已经证明,它们能够被有效地集成为低成本基片片载系统(SoS),为封装系统提供了完整的解决方案。讨论了不同的创新型基片集成波导的波束形成技术,展望了未来的发展方向,提出了将基片集成电路扩展到三维空间以及在相同的基片构建模块上将不同的波导结构进行混合集成的思想,描述了用于毫米波和太赫兹应用的基片集成波导技术其它的发展趋势,这包括非线性和有源波导的开发以及基于CMOS技术的波导合成。

基于基片集成波导谐振器的压控振荡器设计

设计了一种基于基片集成波导谐振器的X波段压控振荡器。首先分析了串联反馈式振荡器以及基片集成波导谐振器的理论,然后在高频电磁仿真软件ADS中进行仿真和设计,并通过将变容管合理地引入谐振器,实现了电调谐的目的。最终设计完成了一个工作于X波段的基片集成波导压控振荡器。此压控振荡器与传统的介质压控振荡器(DRO)相比,具有稳定性高、平面化以及成本低的优点。由于采用了ADS中的联合仿真功能进行振荡器的设计,仿真结果的准确性得到了提高,减小了实物的调试工作量。测试结果为:工作频率为7 GHz,调谐范围为30 MHz,输出功率≥7 dBm,谐波抑制度≥22 dBc,相位噪声优于-106 dBc/Hz@100 kHz。

77GHz天线阵列的基片集成波导转接结构设计

为满足W波段汽车防撞雷达测试要求,基于基片集成波导和标准波导(WR-10)的场分布,利用阻抗变换原理及缝隙耦合技术,设计了一款工作于77GHz的基片集成波导到标准波导(WR-10)的转接结构。其工作频带宽超过6GHz,可覆盖汽车自动驾驶雷达的工作频段(76～81GHz);转接结构的带内插入损耗小于1dB。仿真结果表明,加载转接结构的介质谐振天线阵列的阻抗特性、辐射特性均可满足测试要求,可将其应用于基片集成波导馈电的介质谐振天线阵列测试。

基于体硅MEMS工艺的基片集成波导双工器

基于体硅微电子机械系统(MEMS)工艺,采用多层基片集成波导(SIW)谐振腔的垂直堆叠耦合结构研制了一款工作在K/Ka波段的SIW双工器。实测结果表明:在K波段的接收通带内,该双工器插入损耗小于1.8 dB,带内回波损耗小于-15 dB;在Ka波段的发射通带内,其插入损耗小于2 dB,带内回波损耗小于-12 dB;收/发隔离度大于50 dB,实测结果与仿真结果较吻合。该体硅MEMS SIW双工器体积仅为5.8 mm×4.4 mm×1.0 mm,在满足性能指标要求的同时实现了小型化且易于与微波、毫米波系统集成。该双工器的收/发输入、输出端口为异面结构,能够实现收/发信号的全双工垂直传输,符合目前瓦片式相控阵天线中信号的传输特点,具有良好的应用前景。

一种X波段基片集成波导宽带角锥喇叭天线

当今通信频段越来越宽,在有限空间里安装多个天线即增加成本又浪费资源,因此宽带甚至超宽带天线设计已成为天线设计领域的一个重要研究方向,同时小型化、集成化已成为当今发展趋势,因此设计宽带小型化天线已成为热点。本文就此提出了一种基于基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)工作在X波段的新型角锥喇叭天线,采用电磁场仿真软件Ansoft HFSS 15对所设计的天线进行仿真,结果表明该天线在8 GHz^12GHz范围以内具有回波损耗优于-15 dB。该天线具有体积小,宽频带,结构简单的优点。

基片集成波导多层转换器的设计与仿真

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)是可以集成于介质基片中的具有低插损、低辐射、高功率容量等特性的新的导波结构,易于设计、加工,并可方便地实现与微带线、共面波导等平面传输线的集成。然而,一个非常重要的问题就是它与其它形式的传输线之间的过渡问题。文中给出了两种异面多层转换结构。新结构的仿真结果均表现出良好的传播特性,且较传统共面转换结构更为紧凑,便于微带集成电路系统的应用。

基片集成波导单脉冲缝隙天线阵列

本文提出了一种结构紧凑的单层基片集成波导(SIW)单脉冲缝隙天线阵列。传统单脉冲天线的和差网络一般由魔T构成,结构尺寸较大,不易平面化、集成化。随着平面微带电路技术的发展,微带结构的和差网络被广泛应用。但是随着频率升高,微带结构的损耗会逐渐大,且功率容量较低,同时会引入寄生辐射。本文提出的单脉冲缝隙天线阵列的和差网络利用单层方形双模SIW谐振腔结构,通过激励起方形SIW谐振腔的一对正交简并模(TE120和TE210)实现天线系统的和差网络。与平面微带单脉冲天线相比,这种方法减小了和差网络的尺寸,降低了和差网络的损耗,提高了天线系统的整体效率。同时,由于采用了单层SIW结构,使得和差网络结构简单,易于与平面电路和天线集成。最终,设计了一款中心频率在13.8GHz的单脉冲缝隙天线阵列,仿真结果表明该天线阵列在中心频点处,和波束的增益为10dBi,差波束的零深深度优于-29dB。

带非谐振节点的基片集成波导滤波器设计

结合基片集成波导与非谐振节点提取技术理论,提出了带有非谐振节点的基片集成波导(SIW)滤波器设计。非谐振节点被实现为强失谐的SIW谐振器,只需要改变每个谐振器和非谐振节点之间的耦合系数,该滤波器可以在上阻带或下阻带中实现传输零点。最后设计出一个滤波器,其中心频率为15.02GHz,带宽为150MHz,带外抑制性能良好。