超宽带矩形微同轴平面对数周期天线

在宽带电子系统轻量化的需求下,基于MEMS矩形微同轴技术设计了10 GHz~50 GHz的超宽带平面对数周期天线。天线采用三节矩形微同轴阻抗变换实现160Ω到50Ω的宽频带阻抗匹配,并通过矩形微同轴转共面波导进行馈电。为展现微同轴的馈电优势,验证设计的微同轴平面对数周期天线性能,制备了50Ω矩形微同轴传输线和天线实物并进行了测试。实测结果表明,在10 GHz~50 GHz频段内,矩形微同轴传输线传输损耗<0.22 dB/cm,两根间隔0.15 mm的矩形微同轴传输线间隔离度>60 dB。天线实测反射系数<-8 dB,增益>4 dBi,增益波动<1.6 dB。

基于MEMS的矩形微同轴技术研究现状

矩形微同轴技术已成为射频微电子机械系统(RF MEMS)的一个重要发展方向。矩形微同轴的电性能相比于传统的传输结构(如微带、共面波导等)在毫米波宽带领域具有巨大优势。从结构、性能等方面对矩形微同轴进行了简要分析。回顾了矩形微同轴技术在其发展的不同阶段出现的体硅刻蚀技术、EFABTM和PolyStrataTM技术,并对矩形微同轴的结构、加工工艺及射频性能等方面进行了简要分析。介绍了矩形微同轴技术在不同RF MEMS中的应用,并对获得的特性进行了讨论。矩形微同轴技术应用于高度集成的RF MEMS是发展的必然趋势,必将对传统射频电路的设计、制备及系统集成产生巨大影响。

铜基空气微同轴工艺技术

铜基空气微同轴传输线是由悬空的中心内导体、将其包围的接地外导体和周期性介质支撑结构组成。与传统的平面微带器件相比,基于微同轴工艺研制的毫米波器件具有宽频带、高隔离度、低损耗、高功率容量等特点,同时又保留了平面微带器件集成度高等优势。系统地研究了铜基空气微同轴结构及制备工艺,并利用该工艺制备了W波段微同轴传输线和功率合成器。样件测试结果显示,基于微同轴技术的射频器件在高频下表现出可以与波导结构制作的器件相比拟的插入损耗和合成效率,在110 GHz处实测的传输线插入损耗≤0.045 dB/mm,功率合成器的一级合成效率(即两路合成)大于92%。该测试结果证明了微同轴结构及工艺的有效性和可靠性。

MEMS铜基微同轴传输线性能仿真及测试

研究了一种新型的MEMS超宽带铜基微同轴传输系统。设计了特性阻抗为50Ω铜基微同轴传输线结构,其仿真电压驻波比(VSWR)在DC^110 GHz内低于1.15。且设计了可用于探针台测试和芯片金丝键合的地-信号-地(GSG)转接结构,仿真插入损耗低于0.1 dB。采用该微同轴结构和GSG转接结构设计了用于探针台测试的直通-反射-传输线(TRL)校准套件,利用薄膜工艺加工得到了铜基微同轴传输线及校准件实物,通过实验测试得到该微同轴传输线DC^40 GHz最大插入损耗为0.35 dB/cm,通过仿真拟合推算其110 GHz下的插入损耗约为0.65 dB/cm,该插入损耗性能显著优于平面印刷传输线,同时,该微同轴传输线的体积远小于波导传输结构,可以用于研制小型化、高性能、高集成密度微波/毫米波系统。

基于晶圆级封装的W波段微同轴天线小型化设计与实现

空气微同轴是一种以空气作为填充介质的波导结构,波导壁周期性开窗,内导体由稀疏介质带支撑,具备频带宽、隔离度高、尺寸小的特点,可以实现三维高密度系统集成.本文结合空气微同轴的超宽带特性,考虑到其天线/电路一体可加工易级联,利用CST、HFSS等软件,得到了W波段微同轴天线模型.实际加工出对应微同轴天线实物.测试结果显示,在中心频率94 GHz,实现了反射系数低于-10 dB的宽带特性.在毫米波频段内得到天线单元增益值超过7 dBi、组阵后增益大于12 dBi的工作性能,后者E面3 dB波束宽度超过20°.此晶圆级封装的毫米波天线相比传统介质波导天线缩小100倍,可以批量高精度加工,适合在诸多毫米波模块中应用和推广.

MEMS微同轴宽带功分器

随着微波系统大功率、超宽带的发展,对功率分配/合成结构的性能提出了更高的要求,超宽带、低损耗、小尺寸、易于集成的功分器成为研究热点。基于微电子机械系统(MEMS)工艺的微同轴射频传输线具有超宽带、无色散、低损耗和高隔离度等特点,使用微同轴工艺制备的功分器具有超宽带、低损耗、易于集成、小型化和可移植性好等特点。仿真并制作了一款微同轴一分二功分器。测试结果表明,在6~18GHz内插入损耗小于0.3dB,功分器体积为3mm×5.85mm×0.5mm,功率容量不小于100W。通过包金带的方式装配了功分器的背靠背结构。测试结果表明,背靠背结构损耗与预期损耗相符。为微同轴功分器在100W有源功放组件中的应用奠定了基础。

抛光液组分对3D微同轴中铜和光刻胶化学机械抛光速率选择性的影响

研究了碱性抛光液的pH、SiO_(2)磨料质量分数、H;O_(2)体积分数和甘氨酸质量分数对3D微同轴加工中铜和光刻胶化学机械抛光(CMP)去除速率的影响,得到较佳的抛光液组成为:SiO_(2)5%,H;O_(2)20 mL/L,甘氨酸2.5%,pH=10。采用该抛光液时,铜和光刻胶的去除速率非常接近,满足3D微同轴加工对铜和光刻胶CMP去除速率选择性的要求。

基于MEMS工艺的硅基毫米波微同轴波导芯片

采用硅基MEMS工艺技术,开发了适用于毫米波频段的微波传输波导芯片。为了满足毫米波传输的需求,通过改进工艺流程,使制备出的线芯结构的厚度小于基片厚度,有利于对高次模的抑制。同时开发了水平转垂直的转向线芯结构,实现了信号的垂直过渡与传输。外屏蔽金属层分别制备在上、中、下三层晶圆的硅腔体内壁,最后经过晶圆级键合工艺形成闭合腔体。微波测试结果表明其具有毫米波传输性能。

硅基MEMS微同轴的工艺技术

采用硅基MEMS工艺技术制备了具有微同轴传输线与垂直转接结构的微同轴芯片。制备工艺采用先干法刻蚀形成硅立体结构,再进行侧壁选择性金属化工艺,形成了包裹金属的线芯与无金属的硅支撑梁。采用上、中、下3层晶圆分别制备了TSV、悬置线芯等结构,并通过晶圆级键合形成了完整的微同轴结构。微波测试结果表明其具有较低的损耗特性。与其他工艺路线相比,硅基MEMS微同轴工艺技术具有工艺简单、结构可靠的优点。

超宽带矩形微同轴滤波器制备及性能分析

在射频微系统对高性能超宽带滤波器的需求下,基于矩形微同轴制备技术研究了10GHz^50GHz的超宽带矩形微同轴滤波器的设计及制备。在矩形微同轴传输线的电路基础上进行电路实现,对超宽带矩形微同轴滤波器模型进行仿真试验,结果显示,在10GHz^50GHz工作带宽内插入损耗小于0.8dB,回波损耗优于17dB,带外抑制达到45dB。基于矩形同轴结构的制备流程经过九次光刻-电铸-平坦化过程及一次介质支撑结构光刻后完成十层滤波器样件的制备,测得制备的滤波器样件性能与仿真曲线基本吻合,在40GHz时插入损耗为0.6dB,回波损耗为21.6dB,在5GHz和55GHz时带外抑制分别为41.8dB和43.9dB。矩形同轴结构的低损耗、高频段等优点在该超宽带矩形微同轴滤波器中有良好的体现。

基于微同轴技术的射频传输及器件设计

阐述射频微系统的微同轴结构在高频段、低损耗传输中的优势。探讨微同轴的基本结构及工艺流程,加工过程中存在的厚胶光刻、金属平坦化处理中的问题,分析国内相关单位在基于微同轴结构设计的功分器、滤波器、转换结构方面取得的进展。

氟塑料物理发泡绝缘微同轴电缆的研制

论述了氟塑料——聚全氟乙丙烯(FEP)物理发泡绝缘微同轴电缆的设计依据、结构设计要点、主要材料的性能、制造工艺要点及研制样品的工艺结构和性能。

基于微同轴三维金属结构应用的厚胶光刻工艺

微同轴三维金属结构具有超宽带、无色散、低损耗、高功率容量、高隔离度和小体积的特点,应用于导航、通信、雷达等众多领域。厚胶光刻工艺是微同轴三维金属结构制备的关键工艺。通过对一款负性光刻胶开展厚胶光刻工艺研究,优化了厚胶光刻中的匀胶、前烘和曝光工艺,解决了厚胶光刻工艺中容易出现的均匀性差、胶膜破裂的问题,实现了厚度110μm,分辨率30μm的厚胶图形的制备,达到了微同轴三维金属结构制备的工艺指标要求。

基于铜基微同轴线的Ka波段多波束天线子系统仿真建模技术

多波束天线可以通过馈源产生多个独立的高增益窄波束,不仅能够解决毫米波在自由空间中高损耗和信号干扰的问题,而且能够动态控制波束方向,实现波束切换,扩大信号覆盖范围。本文基于Butler矩阵以及多波束天线理论设计了一种Ka波段多波束天线子系统。采用铜基微同轴工艺设计宽带正交耦合器、移相器以及交叉结三个基本单元,实现4×4 Butler矩阵,采用Vivaldi天线设计1×4天线阵列并将Butler矩阵作为其馈相网络。利用铜基微同轴-倒装芯片封装技术,实现铜基微同轴与有源芯片的异构集成,Butler矩阵的输入端口集成开关芯片,Butler矩阵的输出端口与天线之间集成放大器芯片。最终仿真设计出Ka波段Butler矩阵馈电1×4多波束天线子系统,在28~35 GHz的频段内,多波束天线的增益可达14.47 dBi,波束最大覆盖范围可达±32°,有利于提升毫米波通信系统的信噪比、通信容量、抗干扰能力以及信号覆盖范围。

同轴微切口白内障超声乳化术治疗白内障的临床效果

目的探讨同轴微切口白内障超声乳化术治疗白内障的临床效果。方法选取我院2017年5月至2020年9月收治的300例白内障患者(385眼),按照随机数字表法将其分为对照组(150例,190眼,双手微切口白内障超声乳化术)和研究组(150例,195眼,同轴微切口白内障超声乳化术)。比较两组的前房稳定情况、角膜水肿发生情况、最佳矫正视力、角膜内皮细胞密度、手术性散光度、房水内炎性介质水平及泪膜功能。结果两组的角膜褶皱、前房塌陷发生率比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。术后1、3、7 d,研究组的角膜水肿发生率均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后7 d,研究组的最佳矫正视力、角膜内皮细胞密度均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后1、3、7 d,研究组的手术性散光度数均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后3 d,研究组的白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后7 d,研究组的泪膜破裂时间(BUT)、基础泪液分泌实验(SⅠT)长于对照组,角膜荧光素染色(FLS)低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论同轴微切口白内障超声乳化术治疗白内障的效果显著,可减轻对患者角膜内皮的损伤,降低术后角膜水肿发生率,提高视力,减轻术后炎症反应,保护患者泪膜功能。

同轴微切口超声乳化联合小梁切除术治疗原发性闭角型青光眼合并白内障患者临床研究

目的分析同轴微切口(1.8 mm)超声乳化联合小梁切除术在原发性闭角型青光眼(PACG)合并白内障患者中的作用。方法回顾性分析2020年4月—2021年4月日照市岚山区人民医院收治的80例PACG合并白内障患者的病历资料,依据治疗措施的不同把所有患者划分为对照组和观察组,每组40例。对照组行小切口(3.0 mm)超声乳化单纯小梁切除术,观察组行同轴微切口(1.8 mm)超声乳化联合小梁切除术,观察至术后3个月。对比两组眼压、中央前房深度、视力改善情况、生活质量、并发症。结果术前,两组眼压、中央前房深度、最佳矫正视力(BCVA)与生活质量综合评定问卷(GQOLI-74)内各维度评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);术后,观察组中央前房深度、BCVA与GQOLI-74内各维度评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);但两组术后的眼压比较,差异无统计学意义(P>0.05);观察组并发症发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论同轴微切口超声乳化+小梁切除术治疗PACG合并白内障患者作用明显,能够显著控制眼压,调节视力,改善患者生活质量,且并发症较少,临床应用价值较高,值得临床应用。

应用微导管同轴导管系统行超选择性支气管动脉栓塞治疗大咯血

目的 探讨经微导管同轴导管系统使用丝线微屑行超选择性支气管动脉栓塞 ,以达到安全有效的治疗大咯血的目的。材料与方法 3 6例大咯血患者 (女 8例 ,男 2 8例 ,年龄 2 1～ 76岁 ,平均 3 8.5岁。咯血量 3 0 0ml/2 4h)均采用经微导管同轴导管系统行超选择性支气管动脉栓塞 ,栓塞剂为丝线微屑和 /或明胶海绵微屑。全部病例随访 6～ 18个月。结果 即刻止血 3 1例 ,咯血明显减少 4例 ,有效率 97% ( 3 5 /3 6) ,1例无法止血。无严重并发症 (主要是脊髓损伤 )发生。结论 经微导管同轴导管系统使用丝线微屑进行超选择性支气管动脉栓塞治疗大咯血是安全有效的治疗方法。

1.8mm同轴微切口超声乳化白内障吸出术对角膜内皮细胞的损伤及修复研究

目的探讨同轴微切口超声乳化白内障吸出术对角膜内皮细胞的损伤及其修复特点。方法选取2011年1月至2013年12月我院收治的100例(100眼)年龄相关性白内障患者为研究对象,根据手术方式不同分为常规切口组和微切口组,分别行常规3.0 mm切口白内障超声乳化术和1.8 mm同轴微切口超声乳化白内障手术,使用角膜内皮显微镜于术前、术后1d、1周、1个月、3个月检查角膜内皮细胞密度和形态,对两组结果进行观察比较。结果两组术前角膜内皮细胞密度组间比较差异无统计学意义(P>0.05);两组术后不同时间角膜内皮细胞密度均低于术前,差异均有统计学意义(均为P<0.05);两组术后不同时间点组间比较,差异均无统计学意义(均为P>0.05)。两组术前六角形细胞比例组间比较,差异无统计学意义(P>0.05);两组术后不同时间六角形细胞比例均低于术前,差异均有统计学意义(均为P<0.05);两组术后不同时间点组间比较,差异均无统计学意义(均为P>0.05)。两组术前角膜内皮细胞变异系数组间比较,差异无统计学意义(P>0.05);两组术后不同时间角膜内皮细胞变异系数均高于术前,差异均有统计学意义(均为P<0.05);两组术后不同时间点组间比较,差异均无统计学意义(均为P>0.05)。两组术后1 d、1周中央角膜厚度增加明显,均高于术前,差异均有统计学意义(均为P<0.05),术后1个月、3个月逐渐恢复至术前水平,与术后1 d、1周比较,差异均有统计学意义(均为P<0.05);两组术前及术后不同时间点中央角膜厚度组间比较差异均无统计学意义(均为P>0.05)。结论同轴微切口白内障超声乳化手术进一步缩小了手术切口,术后恢复更快,是一种安全有效的手术方式。

同轴微导管联合持续加压滴注在大咯血介入治疗中的应用

目的探讨同轴微导管联合持续加压滴注在大咯血介入治疗中的应用范围、临床效果及其与并发症的关系。方法 27例大咯血患者行支气管动脉栓塞,A组(11例)使用普通造影导管,B组(16例)使用同轴微导管联合持续加压滴注,栓塞材料均为吸收性明胶海绵颗粒,术后随访6个月。结果 A组11例患者栓塞后即止血7例(63.6%),1例出血明显减少(9.1%),止血有效率72.7%。B组16例患者栓塞后即止血15例(93.8%),1例出血明显减少(6.3%),止血有效率100%,A、B两组止血有效率比较差异有统计学意义(P<0.05)。随访半年,A组复发5例(45.5%),B组复发1例(6.3%),两组半年复发率比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论同轴微导管联合持续加压滴注在大咯血介入治疗中的应用安全、可靠;在防止术后再出血和复发,降低手术并发症方面较普通造影导管有较大的优势。

2.2mm同轴微切口超声乳化与传统超声乳化白内障手术的对比研究

目的探讨2.2 mm同轴微切口超声乳化在白内障手术中的应用价值。方法选取近两年在本院眼科接受治疗的200例白内障患者,随机将所有患者分为观察组和对照组各100例。观察组采用微切口同轴微切口超声乳化术进行治疗,对照组则采用双手微切口白内障超声乳化术进行治疗。结果两组患者在术中的有效超声乳化时间、超声能量使用和前房稳定性比较均差异无统计学意义(P>0.05);术后1周观察组患者的视力恢复情况、角膜内皮细胞计数及散光情况均较对照组有明显改善(P<0.05)。结论 2.2 mm同轴微切口白内障超声乳化术治疗白内障,术中前房稳定性较好,术后散光小,更利于视力恢复,具有临床应用价值。