铜基微同轴技术及其在毫米波太赫兹领域的应用

近年来国内铜基微同轴技术在毫米波和太赫兹器件应用领域取得了显著进展。首先,论文综述了铜基微同轴的标准加工工艺,并介绍了基于该工艺成功设计的覆盖DC-1THz频段的多种传输线结构,包括矩形同轴、矩形波导、脊波导等常见射频传输线。其次,基于微同轴技术的大量有源和无源器件的设计,如滤波器、天线、宽带定向耦合器、射频GSG探针、放大器和倍频器等,这些器件的频率范围覆盖10 MHz至330 GHz,均基于微同轴工艺的特点进行了特殊设计,充分利用了该工艺的固有优势。最后,这些成果展示了国内铜基微同轴技术在射频器件模组领域的蓬勃发展,凸显出我国在铜基微同轴射频器件设计和加工技术方面的日益成熟。这些实践应用进一步证明了铜基微同轴技术在微波特性和小型化方面的卓越优势。因此,采用铜基微同轴技术的射频器件在毫米波和太赫兹领域展现出巨大的应用潜力和广阔的发展前景。

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。