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毫米波多通道收发电路与和差网络高密度集成技术
刘芳
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相控阵天线的收发组件与和差网络通常是两个独立的模块，模块间通过接插件进行电连接，成本较高且集成度低。文中提出了毫米波多通道收发电路与和差网络一体化集成技术，将多通道收发组件与和差网络高密度集成在同一介质基板（PCB）上，芯片贴装界面与和差网络在不同层，射频和低频电路通过介质板层间和层内走线完成。最后制作 8×16 阵列进行无源测试验证，结果表明该一体化集成技术性能良好，具有小型化、轻量化、一体化高密度集成、制作成本低等特点，可广泛用于毫米波瓦式相控阵天线。
随着无线通信技术的发展，低频段的频谱已日益拥挤，高质量、大容量无线通信设备要求通信频率不断提高。毫米波波长短、频带宽，可以有效解决高速宽带无线接入面临的许多问题，在短距离通信中有着广泛的应用前景。现代先进雷达和通信系统为了提高扫描速度和指向精度，不仅将工作频段提升到毫米波频段，同时摒弃了传统机械扫描平台，采用相控阵天线，实现了快速二维相控扫描。收发组件是相控阵系统的核心部分，特别对于二维有源相控阵天线，其集成水平决定了整个系统的性能与成本。目前，国内外关于毫米波相控阵天线的文献很多，相控阵天线的组成通常分为：天线阵面、收发组件模块、功分与和差网络、波控单元和电源等 。收发组件（包含收发电路与多功能芯片）与和差网络是相控阵天线的重要组成。收发组件用于完成相控阵天线收发状态下信号的放大和移相等，功分与和差网络则完成信号的功率合成与分配。收发组件模块常常采用薄膜电路或 LTCC 工艺 ，功分网络采用波导或者微带等形式 。通常，相控阵天线中，收发组件与和差网络分开设计为独立模块，模块间的连接通过接插件对连形式实现互联。这种连接方式不仅增加了电路的复杂性和系统损耗，且组装工序繁多，上下互联耗费大量的接插件和辅材，同时纵向尺寸较大，不利于系统小型化、轻量化和一体化设计。随着相控阵天线在毫米波频段的发展，小型化和紧凑型是相控阵天线的重要需求，急需一种集成技术打破收发模块与和差网络之间的壁垒，简化互联接口形式，降低制作成本，并从加工制造和工艺实现上找到切实可行的方法。
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