《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于新型微组装技术的X波段高隔离开关的设计
2021年电子技术应用第8期
刘博源1，黄昭宇1，江 云1，季鹏飞1，许庆华2，张晓发1，袁乃昌1
1.国防科技大学 电子科学学院 CEMEE国家重点实验室，湖南 长沙410003； 2.湖北三江航天险峰电子信息有限公司，湖北 孝感432000
摘要： 为实现X波段四路并行开关电路并有效提高通道间隔离度，提出了基于新型微组装技术的X波段高隔离开关的方案。根据指标，对单刀双掷开关进行性能分析和控制电路设计，同时，在结构方面进行腔体和多层板层叠设计，保证了4个开关之间的隔离。采用软件建模与仿真，并对其通道间的隔离度进行了测定，以减小腔体效应。经过优化，在中心频率处可以将端口的隔离度控制在50 dB以上。利用微组装工艺，实际制作了X波段开关组件，通过实测数据与仿真结果对比，验证了组件性能的优越性。该设计方法独特，实用性强，适于在实际工程中推广。
關(guān)鍵詞： 开关 X波段 隔离度 芯片 微组装
中圖分類號(hào)： TN724.1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211717
中文引用格式： 劉博源，黃昭宇，江云，等. 基于新型微組裝技術(shù)的X波段高隔離開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(8)：20-25.
英文引用格式： Liu Boyuan，Huang Zhaoyu，Jiang Yun，et al. Design of X-band high isolation switch based on new microassembly technology[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(8)：20-25.
Design of X-band high isolation switch based on new microassembly technology
Liu Boyuan1，Huang Zhaoyu1，Jiang Yun1，Ji Pengfei1，Xu Qinghua2，Zhang Xiaofa1，Yuan Naichang1
1.CEMEE State Key Laboratory，School of Electronic Science and Engineering， National University of Defense Technology，Changsha 410003，China； 2.Xianfeng Electronic Information Co.，Ltd.，Sanjiang Aerospace，Xiaogan 432000，China
Abstract： In order to realize the four-way parallel switching circuit of X-band and improve the isolation between channels effectively, a high isolation switch scheme of X-band based on new microassembly technology was proposed. While analyzing the performance of the Single Pole Double Throw(SPDT) switch and designing corresponding control circuit according to indexes, at the same time, design of cavity in terms of structure and laminated structure of composite multilayer board ensured the isolation between the four switches. Softwares were used to model, simulate and then measure the isolation degree between the channels to decrease the cavity effect. After optimization, the isolation degree of the port could be controlled above 50 dB at the center frequency. The X-band switch component was made by means of microassembly technology, and the advantages of the component performance were verified by comparing the measured data with the simulation results. The design method is unique, practical and suitable for application in practical projects.
Key words : switch；X-band；isolation；chip；microassembly

0 引言

    隨著現(xiàn)代雷達(dá)通信系統(tǒng)對(duì)微波有源器件日益增長(zhǎng)的需求，經(jīng)過(guò)從21世紀(jì)五六十年代以來(lái)的發(fā)展，已經(jīng)逐漸從功耗高、重量大轉(zhuǎn)向小型化、高集成、高性能、多功能新型化器件[1]。同時(shí)，工藝水平的提升，也使得器件的加工精度和批量化產(chǎn)品一致性以及高可靠性得到極大程度的保障。這其中，由于對(duì)電路不同路徑的選通作用，微波開(kāi)關(guān)被廣泛應(yīng)用在收發(fā)組件中[2]。

    性能優(yōu)良的微波開(kāi)關(guān)對(duì)于提升射頻前端集成度的作用是顯著的，這是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)與接收或發(fā)射天線直接關(guān)聯(lián)，其結(jié)構(gòu)直接影響到了天線尺寸以及在相同體積內(nèi)路徑的數(shù)量[3]。對(duì)于本文中所涉及的多路開(kāi)關(guān)，為使每一路開(kāi)關(guān)和與之相鄰的其他路的開(kāi)關(guān)能夠避免信號(hào)大規(guī)模串?dāng)_，就需要對(duì)模塊整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體而言，在平行路徑之間分腔，對(duì)于提升電路電磁兼容性是至關(guān)重要的[4]。除此之外，在電路層面上，利用高介電常數(shù)的新型多層板和微組裝設(shè)計(jì)，可以在每一路的垂直方向上將控制電路和射頻電路分離開(kāi)，這樣就可以防止直流信號(hào)與射頻信號(hào)之間的混疊，路徑切換受阻，信噪比下降，嚴(yán)重限制微波開(kāi)關(guān)正常工作。




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作者信息：

劉博源1，黃昭宇1，江  云1，季鵬飛1，許慶華2，張曉發(fā)1，袁乃昌1

(1.國(guó)防科技大學(xué) 電子科學(xué)學(xué)院 CEMEE國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙410003；

2.湖北三江航天險(xiǎn)峰電子信息有限公司，湖北 孝感432000)




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