基于LTCC技术的X波段高功率收发组件关键技术研究

发布时间：2020-05-09 08:54

【摘要】：收发组件(T/R组件)是合成孔径雷达和有源固态相控阵雷达天线前端的重要组成部分,负责信号放大和相位调节,收发组件的性能决定了信号的接收和发射质量。随着现代军事技术的不断发展,越来越多的微电子技术被应用到了雷达的研制中,采用微电子技术制作的收发组件具有重量轻、体积小、性能好、可靠性高、模块化的特点,被广泛应用于各种军用和民用雷达系统中,比如机载、星载、弹载的合成孔径雷达,地面有源固态相控阵雷达以及民用汽车雷达、手持雷达等。多芯片组件技术(MCM)是目前微电子封装技术的一种常用方法,可以将多个不同类型的电子系统集成在一起,从而减小体积、提升性能、提高整体可靠性,其中低温共烧陶瓷技术(LTCC)具有体积小、重量轻、成本低、加工周期短的特点,目前应用最为广泛,基于LTCC技术制作的T/R组件是现代雷达系统发展的趋势。本文主要进行了以下研究工作:首先概述了LTCC技术的主要方法和特点,介绍了LTCC工艺的基板材料和导体材料系统,并给出了LTCC工艺的基本流程,以及LTCC工艺中常用的集成元件和模块封装方法,为之后的收发组件设计奠定了技术基础。紧接着应用三维电磁场仿真软件ADS和Ansoft HFSS对微带线传输性能、功率分配器、金丝键合线、同轴-微带线过渡结构进行了仿真和分析,通过优化结构和尺寸使其在X波段具有良好的微波传输特性。然后设计了一种基于LTCC技术的环行器,通过软件Ansoft HFSS仿真和优化,使其工作频率为9.8-10.2GHz,在工作频带内,环行器的隔离度大于25dB,插入损耗小于1dB,回波损耗大于25dB,并且相同的设计能够应用于不同厚度的LTCC基板(0.5mm到2mm)。最后研制了基于LTCC技术的X波段高功率收发组件,通过设计指标分析、器件选型、结构设计、热仿真、方案论证,最后完成了组件加工,组件装配和组件测试。其中LTCC基板由中国电子科技集团第五十五研究所的低温共烧陶瓷工艺线制作,组件的整体组装和测试由南京国博电子有限公司完成。X波段收发组件工作频率为9.8-10.2GHz,该组件的发射支路增益为30dB,输出功率为40dBm(10W)。在整个工作频带内,接收支路增益为23dB,噪声系数小于10dB,整个组件尺寸为73×50×14mm~3。本文对基于LTCC技术的X波段高功率收发组件的研制过程做了详细描述,最后总结了设计和制作过程中出现的问题,并对未来的研究进行了展望。
【图文】：

35,37]。LTCC 技术的基本结构如图 2.1 所示。图2.1LTCC 基本结构示意图由于采用了裸芯片和多层布线技术，芯片间的距离以及芯片与端口之间的距离变

调整微带线长度不影响微带线特征阻抗8.8 9.0 9.2 9.4 9.6 9.8 10.0 10.2 10.4 10.6 10.8 11.0 11.21.001.011.021.031.041.05VSWRFreq [GHz]VSWR图3.1宽度 635 微米微带线驻波了微带线宽度之后，建立 12 层 LTCC 基板模型，对微带线的驻波影响。首先设置微带线中间地层与
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN958;TN821.8;TN40

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 苏世民;;X波段功率FET[J];半导体情报;1987年05期

2 谢家德,朱志宏;高线性度X波段宽带压控耿氏振荡器[J];固体电子学研究与进展;1988年01期

3 张义民;;植被在L至X波段的散射和辐射测量[J];遥感技术动态;1988年03期

4 费元春;陈世伟;;X波段雷达高稳定本振源[J];现代雷达;1988年01期

5 叶亲翔;;X波段镜象抑制混频器[J];航天电子对抗;1989年04期

6 王晗;刘黎平;张扬;;X波段双线偏振雷达不同衰减订正法对比分析[J];气象科技;2018年01期

7 袁玲玲;;X波段双线偏振雷达反射率不同衰减订正法对比研究[J];信息技术与信息化;2018年04期

8 冯亮;肖辉;孙跃;;X波段双偏振雷达水凝物粒子相态识别应用研究[J];气候与环境研究;2018年03期

9 吕博;杨士恩;王俊;孙青然;李楠;;X波段双线偏振雷达电磁波衰减订正效果评估[J];气象水文海洋仪器;2018年04期

10 程明;林锦顺;;一种高性能X波段LNB的设计与实现[J];电子器件;2018年04期

相关会议论文 前10条

1 翟亮;戴翼;雷蕾;;北京X波段天气雷达阵风锋回波特征[A];第35届中国气象学会年会 S24 青年论坛[C];2018年

2 赵川鸿;周筠s，

本文编号：2655895