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一种Ka波段多通道收发组件设计

微波学报 2023年第4期39卷 62-65页

作者：林昊姚常飞南京信息工程大学电子信息技术与装备研究所南京210044

基于混合微波集成电路技术(Hybrid Microwave Integrated Circuit,HMIC)设计了一款Ka波段多通道收发组件。该收发组件由四路接收链路、两路发射链路、衰减控制模块、锁相介质振荡器(Phase-locked Dielectric Resonator Oscillator,PLDRO)和电源模块组成。测试表明,该组件发射功率可达36 dBm,接收增益最大可达70 dB,接收链路可以实现0~62 dB的增益调控,发射链路可以实现0~31 dB的增益调控,通道间隔离度可以达到80 dBc,实现了大功率、高增益、大动态增益范围的技术要求,具有较高的工程应用价值。

关键词： Ka波段收发组件高增益增益可控高隔离度

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Ka波段宽带收发前端设计

微波学报 2023年第S01期39卷 285-287页

作者：夏令希刘勇马传武唐小宏电子科技大学.电子科学与工程学院成都611731

本文介绍了一款工作在32-40GHz的宽带收发系统。系统包含了本振模块,ka变频模块,X变频模块,功放模块与天线模块。该收发系统采用超外差结构,使用两次变频方案,第一次为ka-X波段变频,第二次为X波段变频。其中ka变频方案中的上变频采用了... 详细信息

本文介绍了一款工作在32-40GHz的宽带收发系统。系统包含了本振模块,ka变频模块,X变频模块,功放模块与天线模块。该收发系统采用超外差结构,使用两次变频方案,第一次为ka-X波段变频,第二次为X波段变频。其中ka变频方案中的上变频采用了分段滤波设计来达到杂散抑制要求,X变频方案采用双向放大芯片使接收与放大通过同一个链路进行放大,极大地节省了模块体积和面积。本文主要设计并测试了其中的ka变频模块以及X变频模块使其达到所需设计指标。

关键词： Ka波段宽带收发前端两次变频

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Ka波段连续波9 W GaN功率放大器

微波学报 2024年第3期 90-92+98页

作者：徐小杰侯德彬陈喆陈继新南京迈矽科微电子科技有限公司东南大学毫米波国家重点实验室

本文研制了一款采用0.15μm碳化硅基氮化镓功率MMIC工艺的Ka波段连续波功率放大器芯片。功率放大器采用了3级共源级联结构。输出级采用了16个晶体管进行功率合成，有效地分散了热分布，输出匹配网络采用低损耗拓扑架构，保证了输出功率... 详细信息

本文研制了一款采用0.15μm碳化硅基氮化镓功率MMIC工艺的Ka波段连续波功率放大器芯片。功率放大器采用了3级共源级联结构。输出级采用了16个晶体管进行功率合成，有效地分散了热分布，输出匹配网络采用低损耗拓扑架构，保证了输出功率与附加效率。级间匹配采用了最大增益匹配，同时兼顾了小信号增益平坦度。在28 GHz～30 GHz内，小信号增益为25 dB,28 V偏置电压下连续波输出功率大于39 dBm,功率增益为17 dB,附加效率大于25%,热阻为1.41℃/W。输出功率为35 dBm时，IMD3小于-25 dBc,芯片面积为3.0 mm×3.1 mm。

关键词：氮化镓 Ka波段功率放大器

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Ka波段MEMS共面定向耦合器的模型研究

传感技术学报 2021年第3期34卷 285-290页

作者：刘佳琦张志强黄晓东东南大学MEMS教育部重点实验室江苏南京210096

本文提出一种基于GaAs MMIC技术的Ka波段MEMS定向耦合器结构,并基于微波网络理论对其建立集总S参数模型,从而实现超宽频带的耦合应用。该耦合器在结构上采用全共面传输线形式以易串并联其他元器件,并采用MEMS空气桥以实现地线互连,而无... 详细信息

本文提出一种基于GaAs MMIC技术的Ka波段MEMS定向耦合器结构,并基于微波网络理论对其建立集总S参数模型,从而实现超宽频带的耦合应用。该耦合器在结构上采用全共面传输线形式以易串并联其他元器件,并采用MEMS空气桥以实现地线互连,而无需片外键合线。在模型上,首先对MEMS共面定向耦合器进行各部件结构划分,并提取出相应等效电路模型,其次利用微波级联理论对各部件进行级联,可解出其整体的S参数。利用该模型分析与优化耦合器的关键尺寸参数,优化后MEMS共面定向耦合器在Ka波段S_(11)小于-20 dB、S_(21)在-0.84 dB~-0.89 dB之间、S_(31)在-10.5 dB~-11.3 dB之间、S41小于-25 dB。利用HFSS软件对在该尺寸结构下定向耦合器进行仿真,在Ka波段其S_(11)小于-25 dB、S_(21)在-0.70 dB~-0.79 dB之间、S_(31)在-9.4 dB~-11.5 dB之间、S_(41)小于-25 dB。通过比较发现数学解析模型和HFSS仿真结果显示了较好的吻合,在Ka波段中心频率处S参数误差小于20%,从而验证了解析模型的合理性和有效性。此外,该Ka波段MEMS定向耦合器的设计和模型可作为研究该类MEMS器件的参考。

关键词： MEMS 定向耦合器 Ka波段共面传输线 S参数

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Ka波段交叉指型正交场放大器研究

Ka波段交叉指型正交场放大器研究

作者：孙可杰电子科技大学

学位级别：硕士

正交场放大器作为一种发展至今的真空电子器件,有着非常鲜明的特点,主要优点包括工作电压低、相位稳定、效率高、功率高、体积小等,增益和信噪比较低是相对于行波管和速调管的短板。广泛应用在相控阵雷达等领域,是一种可以冷阴极工作的... 详细信息

正交场放大器作为一种发展至今的真空电子器件,有着非常鲜明的特点,主要优点包括工作电压低、相位稳定、效率高、功率高、体积小等,增益和信噪比较低是相对于行波管和速调管的短板。广泛应用在相控阵雷达等领域,是一种可以冷阴极工作的大功率微波源。本文主要设计了一种Ka波段交叉指型正交场放大器,通过异腔交叉指结构提高了工作频率和增益,将正交场放大器的工作波段扩展到毫米波段。本文首先从理论上介绍了正交场放大器的基本组成结构,正交场放大器的主要由三部分组成,阴极组件、慢波结构和输入输出结构。然后分析了在静电场和高频场中的电子不同的运动特性,在高频场中,分析了电子轮辐和阳极电流的产生过程。最后,分析了影响增益和效率的慢波结构的主要特性:色散特性与耦合阻抗。对于正交场放大器的慢波结构进行分析,最终选择基波为返波的一种新型异腔交叉指结构作为慢波结构,确定异腔结构腔数为22腔。之后通过CST分别对异腔结构和交叉指结构的高频特性进行研究,确定合适的尺寸参数。在确定慢波结构的1/6作为漂移区之后,开始对输能特性进行研究。最终采用了哑铃型阻抗变换器和斜面阻抗渐变结构作为输入结构,采用工字型阻抗变换器作为输出结构。通过对正交场放大器的输能特性进行仿真优化,确定工作模式为π模的返波分裂模。优化后电压驻波比VSWR在频带内小于1.6,从输入口到输出口信号的传输特性良好,而且虽然慢波结构只有19腔,但是π模仍然保持了均匀性。在Ka波段正交场放大器的整体结构确定的基础上,通过电磁仿真软件CST对整腔进行热腔仿真。首先进行的是在无高频信号输入状态下的仿真分析,随着输入信号功率的增加,噪声得到有效抑制。之后对输入信号的起始时间和工作电压的起始时间进行分析,确定合适的时间关系。最后在优化的模型下进行粒子模拟仿真,在阴阳极之间加12.2k V的电压,轴向磁场1.1T。设计的Ka波段正交场放大器在35.98GHz到36.03GHz之间实现了11d B以上的增益。由于采用异腔交叉指结构,且工作在π模的返波分裂模式下,带宽较窄,3d B带宽只有20MHz。在36.03GHz的频点处,增益达到最大为17.9d B,实现了对于正交场放大器来说较高的增益。Ka波段正交场放大器的效率频带内保持在31%到36%之间。

关键词： Ka波段正交场放大器异腔交叉指结构

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一种Ka波段次谐波混频器的改进设计

现代雷达 2022年第8期44卷 106-111页

作者：姬娜娜姚金杰李嘉浩唐强中北大学信息探测与处理山西省重点实验室太原030051 西安机电信息技术研究所西安710065

在毫米波交会探测器设计中,谐波混频器的隔离度和变频损耗直接影响探测器的目标交会探测性能。依据谐波混频器原理,提出了在射频端用带阻滤波器代替带通滤波器提高端口隔离度的设计方案,采用增加反射回收枝节的方法优化了匹配电路,并利... 详细信息

在毫米波交会探测器设计中,谐波混频器的隔离度和变频损耗直接影响探测器的目标交会探测性能。依据谐波混频器原理,提出了在射频端用带阻滤波器代替带通滤波器提高端口隔离度的设计方案,采用增加反射回收枝节的方法优化了匹配电路,并利用ADS软件完成了带阻滤波器、低通滤波器以及匹配电路等各组成单元的电路仿真。实测结果显示:当输入的本振频率为17.35 GHz,功率为15 dBm时,在34 GHz~36 GHz的射频输入频段内变频损耗小于9 dB,射频本振的端口隔离度大于40 dB。

关键词： Ka波段变频损耗端口隔离度带阻滤波器

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一种基于BGA的Ka波段射频信号传输设计

微波学报 2023年第S01期39卷 222-224页

作者：谢书珊阮文州蔡晓波中国电子科技集团公司第十四研究所南京210039

Ka波段射频信号的垂直传输技术是实现Ka波段SiP板级应用的关键技术。文中针对应用BGA管脚的陶瓷封装Ka波段SiP装配于PCB的情况,设计了从芯片键合、微带传输、类同轴陶瓷基板垂直传输、类同轴BGA传输、类同轴微波印制板垂直传输到PCB带... 详细信息

Ka波段射频信号的垂直传输技术是实现Ka波段SiP板级应用的关键技术。文中针对应用BGA管脚的陶瓷封装Ka波段SiP装配于PCB的情况,设计了从芯片键合、微带传输、类同轴陶瓷基板垂直传输、类同轴BGA传输、类同轴微波印制板垂直传输到PCB带状线传输的连续传输结构。通过对传输结构建模,并进行计算和电磁场仿真,完成了基于BGA的陶瓷基板和PCB联合设计。在基板完成制造、芯片装配后进行端口驻波测试,驻波测试曲线显示端口匹配良好,仿真模型与实物一致性高。

关键词： Ka波段类同轴垂直传输球栅阵列端口匹配

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一种Ka波段阵面馈电网络的设计研究

现代雷达 2023年第6期45卷 103-108页

作者：靳向阳凌天庆张国歌南京电子技术研究所江苏南京210039

随着毫米波雷达的广泛应用,毫米波馈线网络也得到了迅速的发展。为了降低馈电网络损耗,通常选择波导作为传输线,但波导尺寸大、重量重的缺点需要解决,为此提出了一种Ka波段紧凑型波导馈电网络设计方法。该网络将标准BJ100波导的尺寸调... 详细信息

随着毫米波雷达的广泛应用,毫米波馈线网络也得到了迅速的发展。为了降低馈电网络损耗,通常选择波导作为传输线,但波导尺寸大、重量重的缺点需要解决,为此提出了一种Ka波段紧凑型波导馈电网络设计方法。该网络将标准BJ100波导的尺寸调整为非标波导,采用非标波导的窄边耦合设计12个分口的收发网络。该方法能实现网络的一体化设计、制造,提高了网络分口幅度、相位的一致性。通过微波仿真软件进行参数优化,获得理想的性能指标。试验样件厚度减小40□,重量轻10□,网络幅度误差在0.8 dB之内,相位误差在10°以内。结果表明该方法设计的Ka波段波导网络满足工程需求。

关键词： Ka波段窄边耦合非标波导馈电网络

碳基气凝胶/聚二甲基硅氧烷复合材料的制备及其在Ka波段的吸波性能

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塑料工业 2022年第12期50卷 122-126,164页

作者：张春梅李小龙王宇柔肖纯吉罗军翟天亮贵阳学院化学与材料工程学院贵州贵阳550005 贵州师范学院化学与材料学院贵州贵阳550018

随着第五代移动通信技术(5G)技术和军事科技的快速发展,对吸波材料的带宽和效能提出了更高的要求。通过单向冷冻干燥法制备了具有单向取向结构的碳纳米管/氧化石墨烯/壳聚糖气凝胶,经硅烷表面改性后填充聚二甲基硅氧烷制备了碳基气凝胶... 详细信息

随着第五代移动通信技术(5G)技术和军事科技的快速发展,对吸波材料的带宽和效能提出了更高的要求。通过单向冷冻干燥法制备了具有单向取向结构的碳纳米管/氧化石墨烯/壳聚糖气凝胶,经硅烷表面改性后填充聚二甲基硅氧烷制备了碳基气凝胶/聚二甲基硅氧烷(CA/PDMS)复合材料。结果表明,所得CA/PDMS复合材料具有显著各向异性,在取向方向上的电导率为5.59 S/m,为垂直于取向方向上的4.6倍。压缩测试结果表明,CA气凝胶骨架对PDMS基体起到了力学增强作用。CA/PDMS复合材料在垂直于取向方上在Ka波段26.5~40 GHz范围内吸收损耗均高于30 dB,最高可达37.8 dB。

关键词：气凝胶聚二甲基硅氧烷 Ka波段吸波性能