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微波毫米波前端模块设计及关键测试技术研究

微波毫米波前端模块设计及关键测试技术研究

作者：林伟杰华南理工大学

学位级别：硕士

随着移动通信、自动驾驶、遥感探测、微波医疗等领域的迫切需要,特别是半导体技术的高速发展,各种毫米波模块电路得到了深入研究和应用。然而,随着工作频率和功能要求进一步提高和拓展,需要对相关领域进行深入的研究和分析。本文以毫米... 详细信息

随着移动通信、自动驾驶、遥感探测、微波医疗等领域的迫切需要,特别是半导体技术的高速发展,各种毫米波模块电路得到了深入研究和应用。然而,随着工作频率和功能要求进一步提高和拓展,需要对相关领域进行深入的研究和分析。本文以毫米波前端模块的研制和关键指标测试为主要方向,开展相应的研究:1.研究分析了毫米波技术的背景和国内外研究现状,介绍了前端模块常见的几种架构,例如超外差式架构、零中频式架构和数字中频式架构;研究和分析了前端模块重要性能指标,为下一步的前端模块研制提供理论指导及技术思路;2.基于自主研发的毫米波芯片,开展了通信前端模块的研制。首先,分析自研毫米波封装模块的收发链路及系统需求,其次开展前端模块的单元电路设计及功能验证,包括12V/5V/2.5/1.2V/-5V供电电源模块和电源保护模块,最后进行了前端模块整版的PCB设计及实物加工;3.基于商用77GHz毫米波雷达芯片开展了传感器硬件系统的研制。基于线性调频连续波探测理论,分析了芯片性能及参数设置对系统探测性能的影响。围绕毫米波雷达芯片AWR1443开展了包括电源电路、Flash电路、高速接口电路和微带天线等器件选型及设计,并进行了加工和测试;4.提出了一种基于OTA(Over-The-Air,空口法)测试场景的天线和射频一体化模块的EVM(Error Vector Magnitude,误差矢量幅度)测试方法。通过分析传导法和空口法的EVM链路模型,提出不同测试链路下收发端口功率电平保持一致来对系统EVM进行校准的方法,以此减少空口测试带来的测试误差,为一体化模块EVM的测试提供创新性解决思路和应用案例。

关键词：毫米波前端模块毫米波雷达空口法误差矢量幅度

面向微波毫米波应用的前端模块及关键测试技术研究

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面向微波毫米波应用的前端模块及关键测试技术研究

作者：王帅华南理工大学

学位级别：硕士

自第五代移动通信技术(5G)提出以来,毫米波被广泛应用于前端模块中,由于使用频率的提高,射频前端模块的集成度得到了极大地提升,系统指标也不断提高。然而,新的电路形式和构架的不断涌现,对射频前端的研究提出了更高的挑战,也对相应的... 详细信息

自第五代移动通信技术(5G)提出以来,毫米波被广泛应用于前端模块中,由于使用频率的提高,射频前端模块的集成度得到了极大地提升,系统指标也不断提高。然而,新的电路形式和构架的不断涌现,对射频前端的研究提出了更高的挑战,也对相应的测试技术和方法提出了更高的要求。本论文根据5G通信的发展趋势,结合当前C波段和毫米波频谱共存的现状,研究兼容C和毫米波的一体化射频前端系统,并针对当前噪声温度测试标准的缺失,创新地提出了一种的空口条件下的噪声测试技术。研究的主要内容为:1.针对5G频谱划分展开研究,阐述了射频前端的国内外研究现状,分析了典型的射频前端模块架构和特点;同时对关键性能指标进行介绍,为后续前端模块的设计及测试提供理论支撑;2.基于商用毫米波前端芯片设计天线射频一体化模块。首先根据芯片的性能参数对前端模块收发链路进行分析,然后结合天线阵列展开一体化设计,最后对前端模块开展指标测试及性能验证。实验结果表明模块整体性能较好,频率可以完整覆盖24.25GHz～29.5 GHz的毫米波频段。3.基于具有自主知识产权的C波段和毫米波前端芯片,研制高低频兼容的一体化前端模组。首先,根据系统需求和C波段芯片的性能参数,分析系统指标并研究外围链路的电路形式和连接方法;其次,基于研制的毫米波芯片,研究具有特定功能的毫米波模组;最后,通过C波段和毫米波模块的系统集成研究,为兼容C波段的毫米波一体化射频前端系统提供设计思路和解决方案;4.针对天线射频一体化模块噪声测试方法的缺失,提出一种基于OTA(Over-TheAir,空口法)的一体化噪声温度测试技术。首先,分析了传统的传导法以及天线噪声温度的测试原理;其次,分别提出了接收和发射模块空口噪声测试的方法;最后,通过对比传导法和空口法的实验结果,开展误差分析,验证了所提方法的可行性和精确性,为一体化模块噪声温度的测试提供创新性解决思路。

关键词： 5G 一体化毫米波前端模块空口法噪声温度

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汽车前端模块设计研究

汽车零部件 2022年第4期 47-53页

作者：庄京彪三一重机有限公司江苏昆山215300

前端模块具有模块化、集成化、轻量化优势,其在汽车设计制造中的应用已经成为一种趋势。作为整车相对独立的零部件模块,前端模块设计不仅要考虑与车身的匹配安装及结构刚度强度,同时还要考虑自身集成件的布置安装及安装点强度刚度,本文... 详细信息

前端模块具有模块化、集成化、轻量化优势,其在汽车设计制造中的应用已经成为一种趋势。作为整车相对独立的零部件模块,前端模块设计不仅要考虑与车身的匹配安装及结构刚度强度,同时还要考虑自身集成件的布置安装及安装点强度刚度,本文介绍了前端模块的构成及集成件的组装方式,详细阐述了前端模块的装配定位方式,并对前端框架的结构设计及力学性能要求进行了分析,为前端模块设计提供参考。

关键词：汽车前端模块安装定位前端框架结构设计

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某轻客钢塑一体式前端模块的开发

客车技术与研究 2023年第6期45卷 40-44页

作者：陈桂均袁刘凯戚海玲吕传志陶天涛南京依维柯汽车有限公司南京211806

为实现结构优化和材料替换的混合设计,提出钢塑一体化的前端模块结构,通过DMU、CAE分析等验证,结构可行且总质量相对于原有冲压件车身结构减轻,同时,静、动态特性也有不同程度的改善。

关键词：钢塑一体前端模块优化设计

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电动汽车前端模块设计对冷却系统的影响

装备制造技术 2022年第2期 5-7,17页

作者：王丹徐俊芳张艺伦许翔王远中国汽车技术研究中心天津300300 中汽研(常州)汽车工程研究院有限公司江苏常州213164

电动汽车的前端模块设计直接关系到电池和电机性能的充分发挥和行驶的安全,也关系到驾驶室的舒适性。电动汽车行驶时,电机需要冷却,乘员舱和电池温度需要保持在适宜的水平,热量在前端的冷却系统耗散至空气。电动汽车前端的装置模式不同... 详细信息

电动汽车的前端模块设计直接关系到电池和电机性能的充分发挥和行驶的安全,也关系到驾驶室的舒适性。电动汽车行驶时,电机需要冷却,乘员舱和电池温度需要保持在适宜的水平,热量在前端的冷却系统耗散至空气。电动汽车前端的装置模式不同将影响进风量和进气的分布,继而影响冷却效果。为分析前端模块的不同方式对空调系统的影响,采用一维仿真和三维CFD分析相结合的方法,并考虑发动机舱内的空气流动和分布,也考虑冷却系统的重要部件的热负荷情况。结果表明,怠速下冷凝器前置的方式迎风面风量下降约28%,降低幅度较明显,随着车速的提升,风量下降逐渐减弱;冷凝器前置的方式导致怠速时蒸发器出风温度增加0.87℃,增加9.7%,高速行驶时蒸发器出风温度降低0.3℃,下降5.6%,中速时两种布置方式不变。目前大多数电动汽车前端布置主要有冷凝器在前或者低温散热器在前两种形式,可以确定不同的前端装置模式的布置形式直接影响冷凝器迎风面的风速分布以及出风温度。所以,纯电动汽车建议采用散热器在前,冷凝器在后的布置方式更有利。

关键词：电动汽车前端模块空调系统仿真

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汽车前端模块刚度仿真和试验研究

上海汽车 2023年第1期 46-50页

作者：于航边楠上汽大众汽车有限公司上海201805

前端模块作为汽车上相对独立且与安全相关的部件模块,在前期开发设计此部件时不仅要考虑此零件与车身的匹配状态,更要考虑该零件的安全性,尤其在汽车高速行驶时,高风阻下会通过前盖施加在固定在前端模块上的前盖锁一个向上的拉力,为确... 详细信息

前端模块作为汽车上相对独立且与安全相关的部件模块,在前期开发设计此部件时不仅要考虑此零件与车身的匹配状态,更要考虑该零件的安全性,尤其在汽车高速行驶时,高风阻下会通过前盖施加在固定在前端模块上的前盖锁一个向上的拉力,为确保在该力作用下前端模块不发生明显的变形和损坏,文章应用ANSA/ABAQUS对前端模块进行了非线性有限元建模和仿真研究,并设计了与仿真相对应的台架试验,最终验证了仿真结果的有效性,能够有效地为前期前端模块结构设计的精准开发提供借鉴。

关键词：前端模块有限元建模结构设计

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3cm接收前端模块的研制

低温与超导 2005年第3期33卷 58-60页

作者：王勤中国电子科技集团公司第十六研究所合肥230043

介绍了具有噪声系数小、镜频抑制度高、动态范围宽、抗烧毁能力强的3cm接收前端模快的设计。

关键词：噪声系数镜像抑制度抗烧毁能力 P-1 接收前端前端模块研制镜频抑制动态范围

一种基于LTCC技术的WiFi/GPS/BT三模前端模块的设计

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电子元件与材料 2014年第8期33卷 89-92页

作者：万明黄昆耿胜董付振晓广东风华高新科技股份有限公司广东肇庆526020

基于低温共烧陶瓷(LTCC)集成技术,设计仿真了一种WiFi/GPS/BT三模前端模块。该模块基板里面埋置有双工器、匹配电路,而在基板表面表贴了射频开关、声表面波滤波器、低噪声放大器等器件。改进了双工器(三工器)的设计,并在双工器结构的基... 详细信息

基于低温共烧陶瓷(LTCC)集成技术,设计仿真了一种WiFi/GPS/BT三模前端模块。该模块基板里面埋置有双工器、匹配电路,而在基板表面表贴了射频开关、声表面波滤波器、低噪声放大器等器件。改进了双工器(三工器)的设计,并在双工器结构的基础上,利用高介电常数LTCC材料以及基板表面空余空间构建了三工器的第三带通滤波器支路,在不增加模块体积的情况下,得以成功实现了三工器的结构设计。整个模块的外形尺寸仅为5.0 mm×4.0 mm×1.2 mm,其中基板的厚度约为0.5 mm。仿真验证了所设计的双工器和三工器性能参数良好。

关键词：射频前端模块双工器三工器 LTCC 仿真

玻璃纤维增强塑料汽车前端模块结构设计和工艺优化

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玻璃纤维增强塑料汽车前端模块结构设计和工艺优化

作者：王爽重庆大学

学位级别：硕士

减轻汽车自身质量是降低燃油消耗及减少排放的最有效措施之一。塑料汽车零部件具有质量轻、吸震性和消声性能好、设计自由度大等优点，在汽车行业得到了广泛应用。其中，塑料前端模块的使用不但能够有效降低整车的质量，而且还可以避免... 详细信息

减轻汽车自身质量是降低燃油消耗及减少排放的最有效措施之一。塑料汽车零部件具有质量轻、吸震性和消声性能好、设计自由度大等优点，在汽车行业得到了广泛应用。其中，塑料前端模块的使用不但能够有效降低整车的质量，而且还可以避免车身前端的焊接误差和累计误差，提升汽车车身前脸外观质量和造型的自由度。另外，塑料前端模块的应用还可以有效降低整车的制造成本和装配难度。因此，研究汽车全塑前端模块的结构设计和注塑成型工艺对汽车塑料零部件的发展和应用具有重要的意义。本文根据长安C204轿车前端总成结构的尺寸和主要装配关系，结合塑料产品设计的原则及成型工艺，利用CATIA软件建立全塑前端模块的三维几何模型，结合有限元数值模拟，基于QC/T15-1992汽车塑料制品通用试验标准，对前端模块进行静力学分析和模态分析，并进行结构优化设计。根据注塑成型工艺设计原则及材料成形工艺特性，设计了前端模块的浇注系统，并利用Moldflow软件对前端模块成形过程可能存在的工艺缺陷进行了工艺分析，重点考察了填充时间、流动前沿温度、气穴、熔接线以及翘曲变形等参数对产品充型流动、翘曲分析的影响规律。采用正交试验和极差分析的方法研究了熔体温度、模具温度、注射时间、保压时间等参数对产品质量（如翘曲变形）的影响，并确定了最佳工艺参数组合。研究结果表明： 1）所设计的塑料前端模块满足装配要求，质量为2.6kg，比原钢质汽车前端总成结构（8.4kg）减重69%，有效降低车身前端的重量;2）塑料前端模块满足QC/T15-1992汽车塑料制品通用试验性能要求，工况下最大应力值小于许用应力，变形量小于试验性能要求;3）模态分析显示，塑料前端模块的固有频率达到30.42Hz，满足振动性能试验条件中的振动频率;4）通过浇注系统优化设计，确定四点进浇的浇注方案及相关参数;5）正交试验和极差分析所确定的最佳工艺参数组合为：熔体温度235℃、模具温度35℃、注射时间3s、保压时间10s。

关键词：前端模块结构设计浇注系统工艺参数翘曲变形