静态存储器中子单粒子翻转截面的预测模型

中子是近地空间和核爆的主要辐射源之一,中子二次反应诱发的单粒子效应极大地影响了电子元器件的可靠性。本文针对商用体硅工艺静态存储器(SRAM)单元提出了一种中子饱和翻转截面预测模型。通过一个电路级的仿真模型,对应于辐射作用距离的线性电荷沉积(LET)效应可以通过基于SPICE仿真曲线来表现,进而用来预测翻转截面。该方法简单有效,预测结果与130 nm体硅工艺的中子实验结果吻合。     

SKA天线副反射面缝隙影响分析

面板缝隙会引起天线增益的下降和噪声温度的提高,对追求极致灵敏度的射电望远镜而言,其影响不可忽略。针对国际大科学工程平方公里阵(SKA)的核心设备——15 m双偏置格里高利天线,结合具体的结构设计和制造工艺,对副反射面缝隙的影响进行分析。通过电磁分析指导结构设计,有效抑制了面板缝隙对天线灵敏度的影响,保证了SKA天线的性能。     

宽带高性能四脊波导圆极化器设计

在射电望远镜和卫星通信天线中,圆极化器是关键部件之一。传统圆极化器在保证0.75 dB轴比时的相对带宽最多为41%,无法满足日益增长的宽频带应用需求。该文利用四脊波导的宽带特性,通过采用具有不同尺寸的水平脊和垂直脊,使四脊波导两个正交主模的相位常数不同,来实现宽带移相特性,并给出了一种宽带四脊波导圆极化器的设计方法。按照这一方法,设计了一款宽带C波段圆极化器,工作带宽为3.625～7.025 GHz,相对带宽64%。该文还研究了圆极化器主要参数变化对其性能的影响,加工并实测了一个圆极化器样机。实测结果显示出,该圆极化器两个正交极化的反射损耗均小于–21 dB,相差90°±3.8°,相应的轴比小于0.6 dB。测试与仿真结果吻合良好,证明了分析与设计方法的正确性。     

多频段环焦型椭圆波束天线优化设计

针对小口径低剖面天线的多频段、低旁瓣和高效率的需求,提出一种基于切割赋形环焦天线和非均匀有理B样条（non-uniform rational B-spline,NURBS）曲面的环焦型椭圆波束天线的综合优化设计方法.该方法首先采用样条函数将一维口面场参数化,针对赋形切割环焦天线进行第一次快速优化设计;然后,用NURBS曲面将优化后的天线主副反射面再次参数化,引入多目标优化差分进化算法,以天线效率和第一旁瓣为优化目标,对该环焦型椭圆波束天线进行第二次优化设计.应用该方法设计并加工了一个410 mm×720 mm的环焦椭圆波束天线,工作频率覆盖了Ku/K/Ka三个频段,天线总效率达到49%以上,第一旁瓣低于–14 dB,电压驻波比小于1.44∶1.实测结果和全波仿真结果吻合良好,验证了本文设计方法的有效性.     

PDSOI NMOS器件激光模拟光电流效应

为获得N型金属氧化物半导体(NMOS)器件在γ射线辐照条件下的光电流特性,采用激光模拟技术,利用部分耗尽型绝缘体上硅(PDSOI)工艺NMOS器件进行激光照射试验,获得不同尺寸和拓扑结构器件在激光照射条件下光电流和激光入射能量之间的关系.利用TCAD仿真工具进行器件的光电流仿真,对比TCAD仿真与激光模拟试验数据,两组...     

中子单粒子效应TCAD仿真

分析了核裂变与聚变情况下,典型能量的中子与半导体器件反应,所产生的次级粒子及其能谱分布。根据中子所能导致的最恶劣情况,讨论了65nm工艺尺寸下,半导体静态存储器的单粒子效应,并给出了TCAD仿真的结果。结果显示,商用6管单元难以避免中子单粒子效应的发生。双互锁存储单元(DICE)结构在高密度设计时,也由于电荷共享效应,发生了单粒子翻转。由于电荷共享效应难以用SPICE仿真的方法得到,TCAD仿真更适用于中子单粒子免疫的SRAM设计验证。最后,讨论了65nm工艺下,中子单粒子免疫的SRAM设计,指出6管单元加电容的方式,可能是更有竞争力的方案。     

纵向槽和径向槽组合波纹喇叭馈源的优化设计

研究了纵向槽和径向槽组合的波纹喇叭馈源的优化设计方法.基于旋转体时域有限差分算法分析波纹喇叭的性能,结合协方差矩阵自适应进化策略,以天线口径效率为目标,优化设计了一款Ku频段波纹喇叭馈源,并加工和测试了馈源样机.计算与实测结果表明,在10.7~12.75 GHz频带内,该喇叭具有良好的阻抗匹配和辐射特性,应用于标准卡塞格仑天线时,天线口径效率优于78%,验证了这种优化设计方法的有效性.