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。
中图分类号：TN724.1
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211717
中文引用格式：刘博源，黄昭宇，江云，等. 基于新型微组装技术的X波段高隔离开关的设计[J].电子技术应用，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.
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211717
中文引用格式：刘博源，黄昭宇，江云，等. 基于新型微组装技术的X波段高隔离开关的设计[J].电子技术应用，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
随着现代雷达通信系统对微波有源器件日益增长的需求，经过从21世纪五六十年代以来的发展，已经逐渐从功耗高、重量大转向小型化、高集成、高性能、多功能新型化器件[1]。同时，工艺水平的提升，也使得器件的加工精度和批量化产品一致性以及高可靠性得到极大程度的保障。这其中，由于对电路不同路径的选通作用，微波开关被广泛应用在收发组件中[2]。
性能优良的微波开关对于提升射频前端集成度的作用是显著的，这是因为开关与接收或发射天线直接关联，其结构直接影响到了天线尺寸以及在相同体积内路径的数量[3]。对于本文中所涉及的多路开关，为使每一路开关和与之相邻的其他路的开关能够避免信号大规模串扰，就需要对模块整体结构进行优化设计。具体而言，在平行路径之间分腔，对于提升电路电磁兼容性是至关重要的[4]。除此之外，在电路层面上，利用高介电常数的新型多层板和微组装设计，可以在每一路的垂直方向上将控制电路和射频电路分离开，这样就可以防止直流信号与射频信号之间的混叠，路径切换受阻，信噪比下降，严重限制微波开关正常工作。
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作者信息：
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)
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