EMK316BBJ476ML-T優(yōu)質(zhì)處事【科美奇科技】電容一級(jí)渠道商

半導(dǎo)體技能的進(jìn)步敦促了相控陣天線在整個(gè)行業(yè)的普及。早在幾年前，防務(wù)應(yīng)用中已經(jīng)開始呈現(xiàn)從機(jī)器轉(zhuǎn)向天線到有源電子掃描天線 (AESA) 的轉(zhuǎn)變，但直到近，才在衛(wèi)星通信和5G通信中取得快速成長(zhǎng)。小型AESA具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，包羅可以或許快速轉(zhuǎn)向、生成多種輻射模式、具備更高的靠得住性；可是， 高壓電解電容，在IC技能取得重大希望之前，這些天線都無(wú)法遍及利用。平面相控陣需要回收高度集成、低功耗、高效率的設(shè)備，以便用戶將這些組件安裝在天線陣列之后，同時(shí)將發(fā)燒保持在可接管的程度。本文將扼要描寫相控陣芯片組的成長(zhǎng)如何敦促平面相控陣天線的實(shí)現(xiàn)，并回收示例表明和說(shuō)明。

在已往幾年里，我們?cè)诤苁侵匾暺蛐缘膱?chǎng)所遍及利用拋物線碟形天線來(lái)發(fā)射和吸收信號(hào)。個(gè)中很多系統(tǒng)表示精彩，在顛末多年優(yōu)化之后保持了相對(duì)較低的本錢。但這些機(jī)器轉(zhuǎn)向碟形天線存在一些缺點(diǎn)。它們體積復(fù)雜，操縱遲鈍，恒久靠得住性較差，并且只能提供一種所需的輻射模式或數(shù)據(jù)流。

相控陣天線回收電信號(hào)轉(zhuǎn)向機(jī)制，具有諸多利益，譬喻高度低，體積小、更好的恒久靠得住性、快速轉(zhuǎn)向、多波束等。相控陣天線設(shè)計(jì)的一個(gè)要害方面是天線元件的隔斷。大部門陣列都需要約莫半個(gè)波長(zhǎng)的元件隔斷，因此在更高頻率下需要更巨大的設(shè)計(jì)，由此敦促IC在更高頻率下，實(shí)現(xiàn)更高水平的集成，越加先進(jìn)的封裝辦理方案。

人們對(duì)將相控陣天線技能應(yīng)用于各類應(yīng)用規(guī)模發(fā)生了濃重的樂(lè)趣?？墒?，受限于今朝可用的IC，工程師無(wú)法讓相控陣天線成為現(xiàn)實(shí)。近期開拓的IC芯片組樂(lè)成辦理了這一問(wèn)題。半導(dǎo)體技能正朝著先進(jìn)的硅IC偏向成長(zhǎng)，這讓我們可以將數(shù)字節(jié)制、存儲(chǔ)器和RF晶體管組合到同一個(gè)IC中。另外，氮化鎵 (GaN) 顯著提高了功率放大器的功率密度，可以輔佐大幅減小占位面積。

相控陣技能

在行業(yè)向體積和重量更小的小型陣列轉(zhuǎn)變期間，IC起到了重大的敦促浸染。傳統(tǒng)的電路板布局根基利用小型PCB板，其上的電子元件垂直饋入天線PCB的不和。在已往的20年中，這種要領(lǐng)不絕改造，以一連減小電路板的尺寸，從而減小天線的深度。下一代設(shè)計(jì)從這種板布局轉(zhuǎn)向平板式要領(lǐng)，平板設(shè)計(jì)大大減小了天線的深度，使它們能更容易地裝入便攜應(yīng)用或機(jī)載應(yīng)用傍邊。要實(shí)現(xiàn)更小的尺寸，需要每個(gè)IC足夠水平的集成，以便將它們裝入天線不和。

在平面陣列設(shè)計(jì)中，天線不和可用于IC的空間受到天線元件間距的限制。舉例來(lái)說(shuō)，在高達(dá)60°的掃描角度下，要防備呈現(xiàn)光柵波瓣，大天線元件隔斷需要到達(dá)0.54 λ。圖1顯示了大元件間距（英寸）和頻率的干系。跟著頻率提高，元件之間的隔斷變得很是小，由此擠占了天線背后組件所需的空間。

圖1. 阻止在偏離對(duì)準(zhǔn)線60°時(shí)發(fā)生光柵波瓣的天線元件隔斷。

在圖2中，左圖展示了PCB頂部的金色貼片天線元件，右圖顯示了PCB底部的天線模仿前端。在這些設(shè)計(jì)中，在其他層上陳設(shè)變頻級(jí)和分派網(wǎng)絡(luò)也長(zhǎng)短常典范的。很明明可以看出，回收更多集成IC可以大幅低落在所需空間內(nèi)陳設(shè)天線設(shè)計(jì)的難度。在我們將更多電子元件封裝到更小尺寸內(nèi)，使得天線尺寸減小之后，我們需要回收新的半導(dǎo)體和封裝技能，讓辦理方案變得可行。

圖2. 平面陣列，圖中所示為PCB頂部的天線貼片，IC則位于天線PCB的不和。

半導(dǎo)體技能和封裝

圖3中顯示了作為相控陣天線構(gòu)建模塊的微波和毫米波 (mmW) IC組件。在波束成型部門，衰減器調(diào)解每個(gè)天線元件的功率電平，以淘汰天線偏向圖中的柵瓣。移相器調(diào)解每個(gè)天線元件的相位以引導(dǎo)天線主波束，而且利用開關(guān)在發(fā)射器和路徑之間切換。在前端IC部門，利用功率放大器來(lái)發(fā)射信號(hào)，利用低噪聲放大器來(lái)吸收信號(hào)，后，利用另一個(gè)開關(guān)在發(fā)射器和之間舉辦切換。在已往的設(shè)置中，每個(gè)IC都作為獨(dú)立的封裝器件提供。更先進(jìn)的辦理方案利用集成單芯片單通道化鎵 (GaAs) IC來(lái)實(shí)現(xiàn)這一成果。對(duì)付大部門陣列，在波束成型器之前都配有無(wú)源RF組合器網(wǎng)絡(luò)、/鼓勵(lì)器和信號(hào)處理懲罰器，這一點(diǎn)圖中未顯示。

圖片

圖3. 相控陣天線的典范RF前端。