基于MEMS技术的三维集成K波段四通道T/R微系统

为满足有源相控阵雷达小型化需求,基于微电子机械系统(MEMS)多层3D封装技术研制了一种超小尺寸K波段四通道T/R微系统。该器件结合高精度晶圆、微凸点、重布线层(RDL)、硅通孔(TSV)等先进封装技术,将功能芯片和硅片进行纵向堆叠,实现了异质异构的三维集成,具有限幅、低噪声放大、功率放大、5 bit数控衰减、6 bit数控移相、串并转换等功能。器件尺寸仅为10.3 mm×10.3 mm×3.88 mm,质量为1.1 g,体积、质量均减小至传统砖式模块的1/10。实测噪声系数3.29 dB,接收增益19.22 dB,发射输出功率22 dBm,功率一致性优于±0.6 dB。实测结果与仿真结果吻合,为T/R前端的小型化研究提供了参考。     

基于LTCC技术的Ku波段四通道T/R组件研制

基于相控阵雷达的应用需求,利用LTCC多层基板技术,研制了Ku波段四通道T/R组件。该组件通过三维布局实现了组件的小型化和轻量化,同时也保证了射频、电源和控制的信号完整性。通过微带线变换带状线的优化设计,实现了良好的传输性能,提高了四通道信号间的隔离度。腔体内部做了隔墙设计,避免四通道的信号干扰,保证一致性。最终研制实现的小型化Ku波段四通道T/R组件,尺寸仅为70 mm×37.8 mm×11.5 mm,质量约53 g,组件接收增益大于25 dB,噪声系数小于4 dB,发射功率大于16 W。该T/R组件四通道一致性好,性能稳定,具有较好的应用价值。     

Ku波段4×4瓦片式T/R组件的设计和实现

本文设计和实现一种4×4结构、高密度、高性能的瓦片式T/R组件。该T/R组件内部集成有16个收发分时工作的T/R通道,每个通道可以单独开关电、单独进行幅度和相位控制。组件内接收通道增益≥27.0dB,噪声系数≤3.8dB,发射通道输出功率≥23.5dBm,6位数控衰减均方根误差(RMS)≤0.8dB,6位数控移相均方根误差(RMS)≤3.5°。产品尺寸为46mm×38mm×9mm(微波传输方向9.25mm),重量≤40g。     

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62 mm×43.8 mm×7.9 mm,质量约40 g,发射功率大于2 W,接收增益大于25 dB,接收噪声系数小于2.5 dB。该组件四个通道间一致性好,性能稳定,具有批量应用价值。     

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技术的X波段四通道T/R组件设计

文章介绍了一种基于LTCC技术的X波段四通道相控阵雷达T/R组件设计。详细地介绍了组件各部分电路的主要功能,无源电路设计仿真,LTCC基板设计、装配工艺。最后,给出了该组件的实测电参数,尺寸及重量。     

基于硅基MEMS工艺的Ka波段四通道短砖式三维集成T/R微系统

基于硅基微电子机械系统(MEMS)工艺设计了一种Ka波段四通道短砖式三维集成T/R微系统,实现四通道收发及功率合成功能。器件每个通道具备6 bit数控移相、5 bit数控衰减、电源调制等功能。该T/R微系统由两层硅基MEMS模块堆叠而成,每层硅基模块内部异构集成多个单片微波集成电路(MMIC),内部采用硅通孔(TSV)实现垂直互连,层间采用植球互连,器件尺寸为18 mm×19.5 mm×3 mm。经测试,在33～37 GHz频段内,器件单通道饱和发射功率大于30 dBm,接收增益约为35 dB,噪声系数小于4.6 dB。器件兼顾高性能和高集成度,可应用于雷达相控阵系统。     

X波段微型片式T/R组件的设计方法

片式T/R组件是一种新集成形态的微波集成产品,由于采用了基板立体堆叠的三维立体集成方法,具有小、薄、轻的特点,主要应用于星载相控阵天线以及共形相控阵、智能蒙皮等新型电子系统.以X波段微型片式T/R组件设计研究为例,对此类新形态微波集成产品的实现方式进行了阐述.该组件通过采用基板立体堆叠的三维立体集成方法,能在20 mm...     

一种基于SIP技术的多通道L波段T/R组件设计

为了满足工程设计需求,提出一种基于系统级封装(System in Package,SIP)技术的多通道L波段收发组件设计方案,详细阐述其实现原理.SIP作为一种先进的系统集成与封装技术,是实现有源相控阵雷达收发(T/R)组件小型化、高密度化及高可靠性的重要途径.针对T/R组件关键技术指标进行设计分析,采用SIP技术进行...     

基于LTCC基板的Ku波段宽带八通道T/R组件设计与实现

介绍了一种Ku波段宽带八通道T/R组件设计思路和实现方法.针对组件工作频率高、工作频带宽、通道数多、功能复杂、裸芯片多、高度有限等难点,组件采用低温共烧陶瓷(LTCC)设计、多芯片组件(MCM)设计、模块化设计等先进技术,成功研制出了低噪声、轻质量、功能齐全的的小型化八通道T/R组件,组件单通道输出功率为34dBm,接收噪声系数为3.5 dB,数控移相和数控衰减均为6位,组件高度为6.6 mm,整体重量仅为87.2 g,平均每通道10.9 g;并且组件已经实现批量化生产.     

Ku波段多通道瓦片式T/R组件的设计

本文给出了一种多通道、低成本、高密度的宽带瓦片式 T/R 组件集成方案。T/R 组件集成了 16 个收发分时工作的 T/R 通道，每个通道收发电源调制和幅度相位均可独立控制，并且包含负电保护，温度检测等功能。为了降低尺寸和重量，采用瓦片式结构，重量小于 55g，相比于砖块式的 T/R 组件，重量比约为 1：4。该组件采用 MCM(多芯片组件)技术设计，并对多个芯片进行了集成设计，实现了平均每个通道只有 1.5 片射频芯片，降低成本的同时增加了微组装的简便性和可靠性。根据本文提出的集成方案进行了实物设计，并完成了实物测试，测试结果满足设计指标。     

一种基于MEMS体硅工艺的三维集成T/R模块

采用微电子机械系统(MEMS)体硅三维异构集成技术,设计了一种应用于雷达的四通道瓦片式三维集成T/R模块.该模块由三层硅基封装堆叠而成,每层硅基封装内部腔体异构集成多个单片微波集成电路(M MIC),内部采用硅通孔(TSV)实现互连,层间通过焊球互连.模块最终尺寸为8 mm×8 mm×3.5 mm.装配完成后对该模块进行测试,测试结果表明,在34～36 GHz内,模块的饱和发射功率为21 dBm,单通道发射增益达到21 dB,接收增益为23 dB,接收噪声系数小于3.5 dB,同时具备6 bit数控移相和5 bit数控衰减等功能.该模块在4个通道高密度集成的基础上实现了较高的性能.     

基于硅基堆叠SIP技术的超宽带T/R组件

传统的超宽带T/R组件采用的是两维砖块式结构,体积和重量已不适应目前小型化、低剖面、易共形的相控阵天线要求。文中提出的基于硅基堆叠系统级封装(SIP)技术,将四通道的射频芯片高度集成在硅基介质基板上,将多层介质基板厚金压合,实现多层堆叠的三维封装。通过采用芯片多功能集成技术和超宽带射频信号的垂直互连技术,设计出三维堆叠的四通道超宽带T/R组件。T/R组件带宽为6 GHz～18 GHz,单通道的发射功率优于23 dBm,接收增益优于20 dB,可实现6位数控衰减及6位数控移相,尺寸仅有13.0 mm×13.0 mm×3.4 mm。该技术可以实现多通道超宽带T/R组件的SIP封装,有利于工程应用。     

基于HTCC工艺的短砖式毫米波收发模组

针对新一代毫米波相控阵天线对轻薄小T/R模组技术的迫切需求,该文设计了一种基于高温共烧陶瓷(HTCC)工艺的Ka波段短砖式T/R模组,该模组在36 mm×33 mm×3 mm尺寸下实现了8个收发通道的高密度集成,具备信号放大、功率分配与合成及幅相控制的功能。通过研究在HTCC基板上的毫米波信号平面过渡与屏蔽结构,实现了Ka波段毫米波信号在高密度分腔内的稳定传输及通道间高幅相一致性。结果表明,该T/R模组接收增益≥22 dB,噪声系数≤5.1 dB,发射输出功率≥23 dBm,能够满足新一代通信、雷达等设备有源相控阵天线应用需求。     

柔性薄膜收发组件技术研究

采用有源相控阵技术的薄膜合成孔径雷达因其全天候、大范围、高精度的探测能力,受到各国广泛重视。柔性薄膜T/ R 组件,由于其重量轻、厚度薄、可弯曲的特性,可以满足天基预警雷达柔性薄膜天线的需要。柔性 薄膜收发组件作为薄膜合成孔径雷达的核心部件,成为薄膜合成孔径雷达(SAR)的关键。文中对柔性薄膜T/ R 组件的接收和发射电路、弯曲特性进行了仿真分析,并对该T/ R 组件样机进行测试验证,获得了工作频段为L 波段,接收增益大于24dB,噪声系数小于2dB,发射功率大于1W,弯曲对带内的损耗影响小于0. 1dB,对带内的相位影响小于2°的结果,其在噪声和接收性能上具有先进性,并对工程应用具有一定的实际参考意义。     

微型片式收发组件技术研究

针对采用有源相控阵技术的高分辨率合成孔径雷达(SAR)应用要求,设计制作了一款尺寸小、重量 轻、厚度薄、可与片式天线阵面相兼容的片式T/ R 组件,对该片式T/ R 组件的接收和发射电路、垂直互连性能进行了 仿真分析,并对该T/ R 组件样机进行测试验证,在X 波段获得的测试结果为:接收增益大于24 dB,噪声系数小于3 dB,发射功率大于1 W,垂直互连的端口驻波小于1. 35,垂直互连的插损小于0. 2 dB。尺寸仅为10 mm×10 mm×5 mm ,可应用于相关工程中。     

基于LTCC多层基板技术的宽带T/R组件设计

介绍了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)多层基板工艺的宽带发射/接收(T/R)组件的设计,详细论述了组件的电路布局和装配工艺,给出了具体的测试数据。T/R组件的体积为65mm×29mm×9mm,连续波输出功率大于25W,均方根移相误差小于3°,已达到工程应用要求。     

基于MCM技术的X波段四通道T/R组件设计

T/R组件作为雷达系统的最重要部件之一,它的性能直接影响了整个雷达系统的探测效果,T/R组件的小型化、低成本化将大幅度促进雷达系统的发展。本文采用LTCC基片、陶瓷基片等简单成熟工艺,利用高密度封装技术—多芯片组件(Multi-Chip Module,简称为MCM)技术实现了X波段T/R组件的设计。该封装设计具有集成度高、散热性好和可靠性高等特点,可应用于X波段二维有源相控阵T/R子阵的工程研制。     

T/R组件自动测试技术研究

系统论述了T／R组件自动测试系统的各项组成及原理，包括脉冲矢量测试系统原理及连续波矢量网络分析仪实现高功率脉冲测试的原理。介绍了测试装置、程序流程图和关犍技术。