基于LTCC技术的Ka波段收发前端阵列的研究

发布时间：2017-05-15 00:00

  本文关键词：基于LTCC技术的Ka波段收发前端阵列的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：因为相控阵雷达易于实现雷达的超宽带、高性能、多功能和高集成化等特点,不仅在军用陆、空、航天等领域占据着举足轻重的地位,更是从军用领域逐渐扩展到民用领域。收发(T/R)组件作为相控阵雷达的重要组成部分之一,其性能会直接影响到雷达整体性能的好坏。Ka波段因其可用带宽较宽、精度高及设备体积小的特点,更能满足机载、星载雷达体积小,重量轻的要求。因此,研究Ka波段的收发组件非常必要。而LTCC技术具有高Q值、插入损耗小、可靠性高、体积小、质量轻、散热特性好等特点,恰好为相控阵雷达高集成度、轻量化和小型化的需求提供了优异的解决方案。根据课题需求,本文主要研究和设计了基于LTCC技术的Ka波段收发前端阵列。首先,本文对LTCC技术的特点、发展过程、国内外现状及制作工艺流程进行了介绍,并对关键工序做了阐述。并且基于LTCC技术的工艺情况,给出了LTCC电路的设计规范,从而为基于LTCC技术的射频电路设计提供了工艺基础。然后,考虑到基于LTCC技术的收发组件较传统的收发组件更为精细和复杂,需要对其进行仔细的结构理论分析,在此前提下进行了LTCC互连结构的分析,包括键合金丝以及互连通孔的分析、仿真和设计。最后,完成了基于LTCC技术的Ka波段收发前端阵列及其电源和波束控制板卡的设计,并且根据设计结果进行加工、组装和测试。测试结果为:在中心频率为35GHz,带宽1GHz时,发射功率大于10.5dBm,接收噪声系数小于4dB,移相精度小于5°,衰减范围为0.5-15.5dB,单通道截面积尺寸为6mm×25mm,符合指标的要求。
【关键词】：LTCC Ka波段 收发组件 相控阵雷达
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN402;TN958.92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 论文背景与选题意义9-10
• 1.2 LTCC T/R组件国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-13
• 1.3 论文研究内容和章节安排13-15
• 第2章 LTCC技术特点及工艺介绍15-25
• 2.1 LTCC材料要求15-17
• 2.2 LTCC技术特点17-18
• 2.3 LTCC工艺介绍18-20
• 2.4 LTCC电路工艺规范20-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 LTCC互连结构的分析25-38
• 3.1 键合金丝的原理分析25-27
• 3.2 键合金丝的仿真和设计27-33
• 3.3 垂直互连通孔的分析、仿真和设计33-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 Ka波段收发前端阵列的实现38-67
• 4.1 单通道收发组件的设计38-45
• 4.1.1 系统设计38-43
• 4.1.2 关键器件的设计43-45
• 4.2 系统设计45-48
• 4.2.1 系统设计45-47
• 4.2.2 收发通道的指标预算47-48
• 4.3 供电及波束控制的实现48-52
• 4.3.1 波束控制的设计48-49
• 4.3.2 供电的设计49-50
• 4.3.3 电源及波束控制板卡的实现50-52
• 4.4 系统的实现方法52-58
• 4.4.1 材料的选择52-53
• 4.4.2 抗过载设计53-55
• 4.4.3 多层结构设计55-57
• 4.4.4 系统的实现57-58
• 4.5 装配测试及结果分析58-66
• 4.5.1 装配58-60
• 4.5.2 测试60-65
• 4.5.3 结果分析65-66
• 4.6 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-73
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单73-74
• 致谢74

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