資料介紹
相控陣天線的收發組件與和差網絡通常是兩個獨立的模塊,模塊間通過接插件進行電連接,成本較高且集成度低。文中提出了毫米波多通道收發電路與和差網絡一體化集成技術,將多通道收發組件與和差網絡高密度集成在同一介質基板(PCB)上,芯片貼裝界面與和差網絡在不同層,射頻和低頻電路通過介質板層間和層內走線完成。最后制作 8×16 陣列進行無源測試驗證,結果表明該一體化集成技術性能良好,具有小型化、輕量化、一體化高密度集成、制作成本低等特點,可廣泛用于毫米波瓦式相控陣天線。
隨著無線通信技術的發展,低頻段的頻譜已日益擁擠,高質量、大容量無線通信設備要求通信頻率不斷提高。毫米波波長短、頻帶寬,可以有效解決高速寬帶無線接入面臨的許多問題,在短距離通信中有著廣泛的應用前景。現代先進雷達和通信系統為了提高掃描速度和指向精度,不僅將工作頻段提升到毫米波頻段,同時摒棄了傳統機械掃描平臺,采用相控陣天線,實現了快速二維相控掃描。收發組件是相控陣系統的核心部分,特別對于二維有源相控陣天線,其集成水平決定了整個系統的性能與成本。目前,國內外關于毫米波相控陣天線的文獻很多,相控陣天線的組成通常分為:天線陣面、收發組件模塊、功分與和差網絡、波控單元和電源等 。收發組件(包含收發電路與多功能芯片)與和差網絡是相控陣天線的重要組成。收發組件用于完成相控陣天線收發狀態下信號的放大和移相等,功分與和差網絡則完成信號的功率合成與分配。收發組件模塊常常采用薄膜電路或 LTCC 工藝 ,功分網絡采用波導或者微帶等形式 。通常,相控陣天線中,收發組件與和差網絡分開設計為獨立模塊,模塊間的連接通過接插件對連形式實現互聯。這種連接方式不僅增加了電路的復雜性和系統損耗,且組裝工序繁多,上下互聯耗費大量的接插件和輔材,同時縱向尺寸較大,不利于系統小型化、輕量化和一體化設計。隨著相控陣天線在毫米波頻段的發展,小型化和緊湊型是相控陣天線的重要需求,急需一種集成技術打破收發模塊與和差網絡之間的壁壘,簡化互聯接口形式,降低制作成本,并從加工制造和工藝實現上找到切實可行的方法。
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