X波段MCM T/R組件的系統(tǒng)補償設計

1引言

在目前X波段T/R組件研制中多采用多芯片組裝形式，用以滿足對X波段組件對體積和重量的苛刻要求，在組件設計過程中由于大量采用MMIC微波單片芯片及各種控制芯片，使得電路密度大大提高，但在芯片互聯(lián)過程中因安裝工藝的限制和要求，也同樣引入了很多不確定因素和微波傳輸上的不連續(xù)性。這些問題的累積對級聯(lián)后的系統(tǒng)性能將產(chǎn)生不利影響，同時會加大批量生產(chǎn)后組件性能的離散性。在諸多因素中芯片間的金絲互聯(lián)是最為常見的問題。一定長度和粗細的金絲對微波傳輸性能的影響是隨著傳輸頻率的升高而增大的。

2分析和計算

在目前微波芯片鍵合互聯(lián)中最為常用的是直徑25微米和18微米的金絲，在使用中金絲的長度一般不超過0.4毫米，在低于3GHz頻率的應用中，這樣尺寸的金絲對微波傳輸性能的影響是微弱的，在電路設計中一般可忽略。但在高于8GHz的高頻應用中，其對電性能的影響卻是應該加以重視了，尤其在多級系統(tǒng)級聯(lián)之后，其累積效應對系統(tǒng)性能的影響是明顯的。圖1和圖2是對單根金絲在跨接標準微帶時對微波傳輸性能的影響仿真。計算模型是在微帶線之間跨接一根長0.4毫米，直徑18微米金絲。

圖1金絲跨接微帶示意圖

由圖2可以看出金絲跨接對駐波和傳輸特性的影響，駐波可以從1.2惡化到1.9，插損由小于0.3dB惡化到0.7dB。這僅僅是一根金絲對微帶傳輸線的影響，在X波段T/R組件中，一般由限幅器、低噪聲放大器、衰減器、移相器、開關和功率放大器等微波元器件組成，這些器件目前均已實現(xiàn)單片化，在組件設計中重點解決的就是器件之間的互聯(lián)問題，在諸多互聯(lián)問題中，金絲影響是不可回避的問題。圖3是X波段T/R組件接收通道在考慮了互聯(lián)因素前后的性能變化。

圖2金絲對駐波和傳輸性能的影響