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的半嵌入式BGA垂直互联结构设计

为满足有源相控阵雷达中发射/接收(T/R)组件的小型轻量化发展要求,提出了一种新型的垂直互联结构。从工艺优化的角度,结合低温共烧陶瓷(LTCC)可制作腔体的特性,用高频结构仿真器HFSS设计了半嵌入式球栅阵列(BGA)垂直互联结构,分析了半嵌入结构对垂直互联传输性能的影响。结果表明半嵌入式BGA垂直互联结构,在X波段回波损耗高于24 dB,插入损耗低于0.15 dB;在Ku波段,依然能实现回波损耗高于20 dB,插入损耗低于0.6 dB。该半嵌入式结构在优化工艺的同时,在X-Ku波段的较宽频段内可实现良好的微波传输性能。     

基片集成波导K波段平面滤波器研制

利用基片集成波导与传统矩形波导的等效关系,类比矩形波导滤波器理论设计方法,结合三维电磁仿真软件模拟和优化技术,快速设计了K波段基片集成波导带通滤波器。实物测试结果显示滤波器的中心频率为19.75GHz,相对带宽6%,通带内插入损耗为1 dB,带内反射系数小于–14 dB,体积小于6 cm×2 cm×1 cm。相比传统波导形式滤波器,本设计为平面结构,体积小、易于系统集成。     

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。