高频T/R厚膜模块的设计和分析
|
摘要
厚膜混合集成技术是一项成熟技术，由于其低廉的成膜技术及高可靠性，使其二次集成的系统集成电路广泛应用于航天、航海、医疗、车辆、通讯等各个领域中，但其以往只限于较低频率的产品，就其原因是由于以往的成膜浆料特性及其成膜方法的限制。传统的成膜工艺方法将不可避免地使成膜边缘不齐、表面不平整等，使高频特性变差。探索采用厚膜改进型工艺方法及使用新型材料，从而改变其成膜高频特性是唯一能使厚膜向高频方面迈进的必径之路。本文从厚膜材料及工艺出发，大胆尝试，使用SPE技术，极大地提高了厚膜高频的适用频率范围。
T／R模块是实现新型雷达——有源相控阵雷达需求的功能模块，它系统地集成高频开关、限幅器、移相器、LNA及功放等。利用厚膜的廉价成膜工艺技术制作T／R组件模块，则有利于加速有源相控阵雷达的应用与发展。在集成电路设计方面，本文从系统集成的角度出发，比较详细地分析了进行厚膜混合集成T／R组件各单元电路的设计方法及工艺实现步骤以及设计参数要求。第一、二章简要地介绍了厚膜混合集成高频器件的国、内外发展状况及T／R组件的电路和结构情况。第三章重点阐述厚膜高频集成器件的特性和SPE技术及其高频性能。第四、五章则就T／R组件厚膜模块各单元电路进行设计与分析。第六章则对T／R集成模块的工艺参数进行设计与分析。本文一直围绕着如何实现高频T／R的厚膜集成的主线展开设计讨论，从而得出设计高频T／R厚膜模块的理论数据及实践经验，为以后的设计与研究提供可供借鉴的方法。
Hybrid-integrated technique is a sophisticated technique, use for the second level integration of system circuits. As its low cost and high reliability, it is widely applied to many fields, such as space, vehicle, navigate, communication and medicine, etc. But the products usually are limited to lower frequency application because of its used technology. Traditionally thick film technology makes a dim edge and uneven surface, which cause a bad high frequency feature. Exploring improved thick film technology and using new materials to improve the thick film high frequency feature is the only way to bring thick film hybrid in 1C to the high frequency application. In this paper, using SPE technique, it is attempted to greatly increase the high frequency application range of thick film, through the improvement of thick film materials and technology.
T/R module is a functional module for the new radar, that is active phase control array radar, and T/R nodule system-integrates high frequency switches, phase shifter, LNA and power amplifier, etc. If using low cost thick film technology to manufacture T/R module, it will be benefit to accelerate the applicants and development of the active phase control array radar. From a viewpoint of system integration and integrated circuit design, in this paper we analyze the design methods, the technology procedure and the design parameter requirements for separate element circuits of a thick film hybrid integrated T/R module. Chapter 1 and chapter 2 briefly introduce the status of thick film hybrid integrate high frequency devises both domestic and abroad, as well as the circuit and structure of T/R module. Chapters 3 concentrate on the feature of thick film high frequency module and the high frequency function of the SPE technique. Chapter 4 and Chapter 5 deal with the design and analyzing of separate element circuits of T/R thick film module. Chapter 6 deals with the technology parameter design and analyzing of T/R module. In this paper, the discussing main line is around how to implement a thick film integrated high frequency T/R module. The theory date and practice we get will provide a reference method for the design and research of thick film integrated high frequency T/R module.
T／R模块是实现新型雷达——有源相控阵雷达需求的功能模块，它系统地集成高频开关、限幅器、移相器、LNA及功放等。利用厚膜的廉价成膜工艺技术制作T／R组件模块，则有利于加速有源相控阵雷达的应用与发展。在集成电路设计方面，本文从系统集成的角度出发，比较详细地分析了进行厚膜混合集成T／R组件各单元电路的设计方法及工艺实现步骤以及设计参数要求。第一、二章简要地介绍了厚膜混合集成高频器件的国、内外发展状况及T／R组件的电路和结构情况。第三章重点阐述厚膜高频集成器件的特性和SPE技术及其高频性能。第四、五章则就T／R组件厚膜模块各单元电路进行设计与分析。第六章则对T／R集成模块的工艺参数进行设计与分析。本文一直围绕着如何实现高频T／R的厚膜集成的主线展开设计讨论，从而得出设计高频T／R厚膜模块的理论数据及实践经验，为以后的设计与研究提供可供借鉴的方法。
Hybrid-integrated technique is a sophisticated technique, use for the second level integration of system circuits. As its low cost and high reliability, it is widely applied to many fields, such as space, vehicle, navigate, communication and medicine, etc. But the products usually are limited to lower frequency application because of its used technology. Traditionally thick film technology makes a dim edge and uneven surface, which cause a bad high frequency feature. Exploring improved thick film technology and using new materials to improve the thick film high frequency feature is the only way to bring thick film hybrid in 1C to the high frequency application. In this paper, using SPE technique, it is attempted to greatly increase the high frequency application range of thick film, through the improvement of thick film materials and technology.
T/R module is a functional module for the new radar, that is active phase control array radar, and T/R nodule system-integrates high frequency switches, phase shifter, LNA and power amplifier, etc. If using low cost thick film technology to manufacture T/R module, it will be benefit to accelerate the applicants and development of the active phase control array radar. From a viewpoint of system integration and integrated circuit design, in this paper we analyze the design methods, the technology procedure and the design parameter requirements for separate element circuits of a thick film hybrid integrated T/R module. Chapter 1 and chapter 2 briefly introduce the status of thick film hybrid integrate high frequency devises both domestic and abroad, as well as the circuit and structure of T/R module. Chapters 3 concentrate on the feature of thick film high frequency module and the high frequency function of the SPE technique. Chapter 4 and Chapter 5 deal with the design and analyzing of separate element circuits of T/R thick film module. Chapter 6 deals with the technology parameter design and analyzing of T/R module. In this paper, the discussing main line is around how to implement a thick film integrated high frequency T/R module. The theory date and practice we get will provide a reference method for the design and research of thick film integrated high frequency T/R module.
引文
1．胡忠胥 《薄厚膜混合集成电路》国防工业出版社 1982
2．张兴义 《相控阵雷达系统》电子工业出版社 1994
3．(美)J．F．怀特 《微波半导体控制电路》科学出版社 1983
4．王蕴仪等 《微波器件与电路》 江苏科学技术出版社 1979
5．杨元等 《微波技术》中国广播电视出版社 1993
6．高葆新等 《微波电路计算机辅助设计》 清华大学出版社 1986
7．郭硕鸿 《电动力学》高等教育出版社 1979
8．毛钧业 《微波半导体器件》成都电讯工程学院出版社 1986
9．毕业允等 《中国军用电子元器件》电子工业出版社 1996
10．沈成衡等 《高频电路原理》电子工业出版社 1987
11．曲健 电子整机模块化与混合微电子技术《上海微电子技术和应用》 98年第1期
12．薛泉林 片式叠式陶瓷器件在移动通讯中的应用及发展方向《上海微电子技术和应用》 98年第3、4期
13．范晋详编译 战斗机载雷达的新进展《电子工程信息》 98年第1期
14．汪一心等 平面相控阵天线容差分析《火控雷达技术》 98年第1期
15．肖西译 低成本的平面阵T／R组件《电子工程信息》98年第9期
16．姜志华 改进有源相控阵雷达的设计《电子工程信息》 98年第2期
17．张延平 电磁兼容性及干扰抑制技术《火控雷达技术》 99年第1期
18．孙凤荣等 相位量化数字贮频技术《电子侦察干扰》 99年第1期
19. James Harrier 等 RF characterization of thick film materials for Portable transceivers《Microcircuits & Electronic Packaging》 97年第2期
20. T-S Holing Extending the three-dimensional special-domain Approach to hybrid Microwave integrated circuits with passiveness active lumped elements 《IEEE MTT-SINT》 94年第5期
21. A. Elasabini-Riad 等 wide band characterization and Modeling of thick Film inductor 《IEEE Transaction on Instrumentation & Measurement》89年第2期
22. M. caulton 等 status of lumped elements in microwave integrated Circuits-presented future 《IEEE TMT-tech》 71年第7期
23. Wenquan Sui 等 Extending the two-dimensional FDTD Method to Hybrid Electromagnetic Systems with Active and passive Lumps Elements 《IEEE MTT》 92年第4期
24. Chien-Nan 等 Full-ware Analysis of packaged Microwave circuits with active and Nonlinear devices: An FDTD Approach 《IEEE MTT》97年第5期
25．陈俊华译 多波段线性功率放大器 《电子侦察干扰》 99年第1期
26．蔡莫杰、向敬成 宽带LFM／NLFM信号及其产生 《系统工程与电子技术》 99年第1期
27．张伯彦、蔡庆宇 相控阵雷达的计算机控制技术 《系统工程与电子技术》 99年第1期
28．龚网琴 高频集成电路的制造研究《集成电路通讯》 98年第1期
29．何中伟、周冬莲 直描工艺与实践《集成电路通讯》 99年第1期
30．张肃之主编 《高频电子线路》高等教育出版社 1984年
31．J．Maller High-Quality RF-Inductors in LTCC 《Microcircuits & Electronic Packaging》 97年第2期
32．荀永明 通讯产品中用的声表面波滤器 《上海微电子技术的应用这》 98年第1期
33．云振新 微波组件自动化组装技术 《上海微电子技术的应用》 98年第1期
34．R. A pucel等 Losses in Microstrip 《IEEE TMT--tech》68年第6期
35. Vincent A.Thomas等 The use of spice lumped circuits as sub-grid Models for FDTD Analysis 《IEEE MTT》 94年第5期
36．赵保经等 《微波集成电路》 国防工业出版社 1995年
37. Yasunobu Nakazu 等 Source-Synchronization and Timing Venire Techniques for 1.2-GB/S SLDRAM Interface 《IEEE JOURNAL of SOLID-STATE CIRCUITS》 99年第4期
38. Kazuya Yamamoto 等 A 2.2-V operation, 2.4-GHZ Single-chip GaAs MMIC Transceiver for wireless Applications 《IEEE JOURNAL of SOLID-stade circuits》 99年第4期
39．F．F．增田 《电子工程师技术手册》科学出版社 1995年
40．虎轩东等 《厚膜微电子技术》 成都电讯工程学院出版社 1989年
41．甘仲民 《微波及其应用》 国防工业出版社 1987年
42．林守远 《微波线性无源网络》 高等教育出版社 1987年
43．吴万春编 《集成固体微波电路》 国防工业出版社 1981年
2．张兴义 《相控阵雷达系统》电子工业出版社 1994
3．(美)J．F．怀特 《微波半导体控制电路》科学出版社 1983
4．王蕴仪等 《微波器件与电路》 江苏科学技术出版社 1979
5．杨元等 《微波技术》中国广播电视出版社 1993
6．高葆新等 《微波电路计算机辅助设计》 清华大学出版社 1986
7．郭硕鸿 《电动力学》高等教育出版社 1979
8．毛钧业 《微波半导体器件》成都电讯工程学院出版社 1986
9．毕业允等 《中国军用电子元器件》电子工业出版社 1996
10．沈成衡等 《高频电路原理》电子工业出版社 1987
11．曲健 电子整机模块化与混合微电子技术《上海微电子技术和应用》 98年第1期
12．薛泉林 片式叠式陶瓷器件在移动通讯中的应用及发展方向《上海微电子技术和应用》 98年第3、4期
13．范晋详编译 战斗机载雷达的新进展《电子工程信息》 98年第1期
14．汪一心等 平面相控阵天线容差分析《火控雷达技术》 98年第1期
15．肖西译 低成本的平面阵T／R组件《电子工程信息》98年第9期
16．姜志华 改进有源相控阵雷达的设计《电子工程信息》 98年第2期
17．张延平 电磁兼容性及干扰抑制技术《火控雷达技术》 99年第1期
18．孙凤荣等 相位量化数字贮频技术《电子侦察干扰》 99年第1期
19. James Harrier 等 RF characterization of thick film materials for Portable transceivers《Microcircuits & Electronic Packaging》 97年第2期
20. T-S Holing Extending the three-dimensional special-domain Approach to hybrid Microwave integrated circuits with passiveness active lumped elements 《IEEE MTT-SINT》 94年第5期
21. A. Elasabini-Riad 等 wide band characterization and Modeling of thick Film inductor 《IEEE Transaction on Instrumentation & Measurement》89年第2期
22. M. caulton 等 status of lumped elements in microwave integrated Circuits-presented future 《IEEE TMT-tech》 71年第7期
23. Wenquan Sui 等 Extending the two-dimensional FDTD Method to Hybrid Electromagnetic Systems with Active and passive Lumps Elements 《IEEE MTT》 92年第4期
24. Chien-Nan 等 Full-ware Analysis of packaged Microwave circuits with active and Nonlinear devices: An FDTD Approach 《IEEE MTT》97年第5期
25．陈俊华译 多波段线性功率放大器 《电子侦察干扰》 99年第1期
26．蔡莫杰、向敬成 宽带LFM／NLFM信号及其产生 《系统工程与电子技术》 99年第1期
27．张伯彦、蔡庆宇 相控阵雷达的计算机控制技术 《系统工程与电子技术》 99年第1期
28．龚网琴 高频集成电路的制造研究《集成电路通讯》 98年第1期
29．何中伟、周冬莲 直描工艺与实践《集成电路通讯》 99年第1期
30．张肃之主编 《高频电子线路》高等教育出版社 1984年
31．J．Maller High-Quality RF-Inductors in LTCC 《Microcircuits & Electronic Packaging》 97年第2期
32．荀永明 通讯产品中用的声表面波滤器 《上海微电子技术的应用这》 98年第1期
33．云振新 微波组件自动化组装技术 《上海微电子技术的应用》 98年第1期
34．R. A pucel等 Losses in Microstrip 《IEEE TMT--tech》68年第6期
35. Vincent A.Thomas等 The use of spice lumped circuits as sub-grid Models for FDTD Analysis 《IEEE MTT》 94年第5期
36．赵保经等 《微波集成电路》 国防工业出版社 1995年
37. Yasunobu Nakazu 等 Source-Synchronization and Timing Venire Techniques for 1.2-GB/S SLDRAM Interface 《IEEE JOURNAL of SOLID-STATE CIRCUITS》 99年第4期
38. Kazuya Yamamoto 等 A 2.2-V operation, 2.4-GHZ Single-chip GaAs MMIC Transceiver for wireless Applications 《IEEE JOURNAL of SOLID-stade circuits》 99年第4期
39．F．F．增田 《电子工程师技术手册》科学出版社 1995年
40．虎轩东等 《厚膜微电子技术》 成都电讯工程学院出版社 1989年
41．甘仲民 《微波及其应用》 国防工业出版社 1987年
42．林守远 《微波线性无源网络》 高等教育出版社 1987年
43．吴万春编 《集成固体微波电路》 国防工业出版社 1981年
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |