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一种超宽带多通道射频数字一体化微系统的设计与实现
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作者 贺鹏超 边明明 +3 位作者 李康荣 匡乃亮 刘曦 杨宇军 《上海航天(中英文)》 CSCD 2024年第6期150-157,共8页
异质异构三维立体堆叠技术是目前解决系统小型化、集成化的最有效手段之一,而在微尺寸高集成环境下,多芯片集成、射频通道设计、电磁兼容及射频性能测试等问题值得研究。本文基于陶瓷基板和硅基板,结合三维全波电磁场仿真和射频探针测试... 异质异构三维立体堆叠技术是目前解决系统小型化、集成化的最有效手段之一,而在微尺寸高集成环境下,多芯片集成、射频通道设计、电磁兼容及射频性能测试等问题值得研究。本文基于陶瓷基板和硅基板,结合三维全波电磁场仿真和射频探针测试,研究了三维立体堆叠下的射频数字一体化封装设计、射频通道设计、电磁屏蔽以及测试,设计并实现了一种20~40 GHz的超宽带4T16R射频数字一体化微系统,并对其基本指标进行了测试。 展开更多
关键词 异质异构立体堆叠 封装 超宽带 射频数字一体化微系统 多通道
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1~40 GHz硅基射频微系统无源互连结构PDK设计与验证
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作者 殷子洲 刘德喜 +3 位作者 薛廷 史磊 刘亚威 景翠 《遥测遥控》 2025年第3期119-126,共8页
随着5G通信和毫米波技术的快速发展,射频微系统对高频无源互连结构的性能需求日益提升。针对传统设计流程中工艺数据分散、模型孤立导致的效率瓶颈,本文提出了一种1~40 GHz硅基无源互连结构工艺设计包(PDK)的自主开发方案。基于等效电... 随着5G通信和毫米波技术的快速发展,射频微系统对高频无源互连结构的性能需求日益提升。针对传统设计流程中工艺数据分散、模型孤立导致的效率瓶颈,本文提出了一种1~40 GHz硅基无源互连结构工艺设计包(PDK)的自主开发方案。基于等效电路模型与HFSS全波仿真数据融合校准方法,构建了接地共面波导(GCPW)、微凸点等核心结构的参数化模型,并通过梯度优化算法实现模型的高精度匹配。在Keysight ADS平台上完成了PDK开发,包含符号库、参数化单元、设计规则及验证流程。实验结果表明:所开发的PDK在1~40 GHz频段内S参数均方根误差低于10%。基于此PDK,完成了X频段射频微系统仿真设计,微系统满足指标要求,验证了PDK的有效性。该PDK为高频射频系统的高效设计与工艺协同提供了可靠支撑。 展开更多
关键词 硅基无源互连结构 工艺设计包(PDK) 等效电路模型 系统
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新型三维集成射频模拟数字一体化微系统 被引量:1
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作者 张君直 杨进 +2 位作者 张强 曹雪松 朱健 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期372-378,共7页
设计了一种新型三维集成射频模拟数字一体化微系统。传统的射频前端尺寸为250 mm×120 mm,经过微系统集成后尺寸仅为37 mm×37 mm,面积减小了95%。该微系统基于一体化陶瓷三维封装架构,集成多种裸芯片和无源器件,实现内部信号... 设计了一种新型三维集成射频模拟数字一体化微系统。传统的射频前端尺寸为250 mm×120 mm,经过微系统集成后尺寸仅为37 mm×37 mm,面积减小了95%。该微系统基于一体化陶瓷三维封装架构,集成多种裸芯片和无源器件,实现内部信号的电气互连;采用一种全新的散热方案,定制开发了一种高导热复合热沉盖板,热导率从15 W/(m·K)提升至150 W/(m·K)以上。在FC裸芯片和盖板之间填充导热硅胶,形成了一条新的散热途径,达到高效散热的效果。 展开更多
关键词 一体化 系统 模拟数字 三维集成
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外军舰载一体化射频系统现状分析
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作者 李迅 李越强 +1 位作者 李庶中 王泽众 《电讯技术》 北大核心 2024年第8期1346-1352,共7页
着眼舰艇未来作战威胁和电磁频谱战对舰载射频系统的需求,分析了外军开展的舰载“侦干探通”一体化射频系统典型项目,从总体思路、体系架构、技术体制、技术特征和目标图像等方面提出了未来舰载“侦干探通”一体化射频系统的发展方向,... 着眼舰艇未来作战威胁和电磁频谱战对舰载射频系统的需求,分析了外军开展的舰载“侦干探通”一体化射频系统典型项目,从总体思路、体系架构、技术体制、技术特征和目标图像等方面提出了未来舰载“侦干探通”一体化射频系统的发展方向,并系统梳理了需解决的关键技术。 展开更多
关键词 电磁谱战 一体化系统 “侦干探通”
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射频异构集成微系统多层级协同仿真建模与PDK技术综述 被引量:2
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作者 刘军 高爽 +2 位作者 汪曾达 王大伟 陈展飞 《微电子学与计算机》 2024年第1期11-25,共15页
作为后摩尔技术的可选路径之一,基于异构集成工艺实现的集成微系统具有高集成度、低成本、高性能等优点,引起学术界和工业界的广泛关注。异构集成微系统设计是以系统为中心的多层级协同设计,对传统以晶体管为中心的设计方法和设计流程... 作为后摩尔技术的可选路径之一,基于异构集成工艺实现的集成微系统具有高集成度、低成本、高性能等优点,引起学术界和工业界的广泛关注。异构集成微系统设计是以系统为中心的多层级协同设计,对传统以晶体管为中心的设计方法和设计流程带来新的挑战,同时对设计环境的开发带来新的要求。本文对射频集成微系统设计中所需的基础器件/结构建模方法、多工艺混合工艺设计套件(Process Design Kit,PDK)技术、以及电路-模块-系统多层级协同仿真等技术最新进展进行综述。 展开更多
关键词 异构集成系统 多层级协同仿真 建模方法 多工艺混合 工艺设计套件(PDK)
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超宽带硅基射频微系统设计
6
作者 张先荣 钟丽 《电讯技术》 北大核心 2024年第9期1507-1515,共9页
针对超宽带硅基射频模块的微系统化问题,采用硅基板作为转接板设计了一款具备收发功能的超宽带系统级封装(System in Package,SiP)射频微系统。各层硅基转接板之间的射频信号传输、控制和供电等均采用低损耗的硅通孔(Through Silicon Vi... 针对超宽带硅基射频模块的微系统化问题,采用硅基板作为转接板设计了一款具备收发功能的超宽带系统级封装(System in Package,SiP)射频微系统。各层硅基转接板之间的射频信号传输、控制和供电等均采用低损耗的硅通孔(Through Silicon Via,TSV)结构来实现。为了减小封装对射频性能的影响,整个超宽带射频微系统采用5层硅基封装结构,与传统二维封装结构相比,其体积减少95%以上。射频微系统封装完成后,对其电气性能指标进行了测试。在整个超宽带频带内,其接收噪声系数小于2.6 dB,增益大于35 dB,发射功率大于等于34 dBm,端口驻波小于2。该封装结构实现了硅基超宽带射频模块的微系统化,可广泛适用于各类超宽带射频系统。 展开更多
关键词 超宽带系统 硅基转接板 硅通孔(TSV) 系统级封装(SiP)
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用于5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成封装 被引量:4
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作者 夏晨辉 王刚 +1 位作者 王波 明雪飞 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1572-1580,共9页
本文研究了一种用于5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成封装技术.通过在玻璃晶圆上使用双面布线工艺,实现毫米波天线阵列的制作.将TSV转接芯片与射频芯片倒装焊在玻璃晶圆上,再用树脂材料进行注塑,将玻璃晶圆与异构芯片重构... 本文研究了一种用于5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成封装技术.通过在玻璃晶圆上使用双面布线工艺,实现毫米波天线阵列的制作.将TSV转接芯片与射频芯片倒装焊在玻璃晶圆上,再用树脂材料进行注塑,将玻璃晶圆与异构芯片重构成玻璃与树脂永久键合的晶圆.减薄树脂晶圆面漏出TSV转接芯片的铜柱,在树脂表面上完成再布线.把控制、电源管理等芯片倒装焊在再布线形成的焊盘处,植上BGA焊球形成最终封装体.利用毫米波探针台对射频传输线的损耗进行测量,结果表明,1 mm长的CPW传输线射频传输损耗在60 GHz仅为0.6 dB.在玻璃晶圆上设计了一种缝隙耦合天线,天线在59.8 GHz的工作频率最大增益达到6 dB.这为5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成提供了一个切实可行的解决方案. 展开更多
关键词 天线封装 扇出型封装 系统 5G通信 三维集成
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基于MIMO阵列的一体化射频技术研究进展及展望
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作者 唐波 吴文俊 《信息对抗技术》 2024年第1期3-17,共15页
基于多输入多输出(multiple-input-multiple-output,MIMO)阵列的一体化射频系统通过充分利用空间自由度和波形自由度,不仅能够同时实现雷达探测、数据通信、电子干扰等多种功能,而且具有目标探测可靠性好、参数估计精确度高、反侦察识... 基于多输入多输出(multiple-input-multiple-output,MIMO)阵列的一体化射频系统通过充分利用空间自由度和波形自由度,不仅能够同时实现雷达探测、数据通信、电子干扰等多种功能,而且具有目标探测可靠性好、参数估计精确度高、反侦察识别能力强等突出特点,在高动态强对抗环境中展现了巨大的潜力。从基于MIMO阵列的一体化射频系统的检测性能分析入手,剖析了一体化射频系统的检测性能极限以及影响检测性能的主要因素;针对MIMO阵列参数高精度估计问题,提出通过单个发射脉冲完成参数估计以及一种增强参数估计精度的波形优化算法;考虑到目标角度估计误差不可避免,提出了一种稳健的一体化波形设计算法;针对杂波环境中一体化射频系统性能下降的问题,提出了发射波形和接收滤波器联合优化算法,该算法不仅能够实现同时多功能,而且有效地抑制了杂波,提高了目标检测性能。最后,展望了一体化射频系统参数估计精度极限、高精度参数估计、稳健波形设计、波形设计算法快速实现等有待突破的信号处理关键技术。 展开更多
关键词 一体化系统 多输入多输出阵列 目标探测 角度估计 稳健波形设计 杂波环境
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基于体硅MEMS工艺的射频微系统冲击特性仿真研究 被引量:1
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作者 冯政森 王辂 +4 位作者 曾燕萍 杨兵 祁冬 王志辉 张睿 《电子技术应用》 2024年第2期65-70,共6页
高过载冲击试验成本高、周期长,同时失效检测手段较少,难以定位结构薄弱点。针对体硅工艺MEMS(Micro-electromechanical System)射频微系统,采用冲击响应谱与瞬态动力学方法,研究板级与试验条件下的高冲击载荷响应。仿真结果表明,该射... 高过载冲击试验成本高、周期长,同时失效检测手段较少,难以定位结构薄弱点。针对体硅工艺MEMS(Micro-electromechanical System)射频微系统,采用冲击响应谱与瞬态动力学方法,研究板级与试验条件下的高冲击载荷响应。仿真结果表明,该射频微系统能够承受高冲击过载,仿真结果可提前预判结构失效点,提高产品抗冲击可靠性。 展开更多
关键词 体硅MEMS 系统 冲击 响应谱 瞬态动力学 可靠性
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射频集成微系统技术的发展与典型应用
10
作者 杨进 张君直 +2 位作者 朱健 韩磊 孙斌 《上海航天(中英文)》 CSCD 2024年第4期102-112,共11页
摩尔定律已经逐渐放缓,并越来越逼近其物理极限,但未来的射频系统仍然朝着更高集成度、更高性能、更高工作频率等方向发展,射频集成微系统技术是实现射频系统微型化的核心技术之一。本文首先对射频微系统的发展和现状进行了介绍,重点分... 摩尔定律已经逐渐放缓,并越来越逼近其物理极限,但未来的射频系统仍然朝着更高集成度、更高性能、更高工作频率等方向发展,射频集成微系统技术是实现射频系统微型化的核心技术之一。本文首先对射频微系统的发展和现状进行了介绍,重点分析了美国国防高级研究计划局(DARPA)的微系统发展历程和经典项目,接着对射频微系统的技术路线和解决方案进行了梳理和总结,随后通过一系列典型应用案例,展现了最新的射频集成微系统技术,最后提出了射频集成微系统技术的进一步发展思路。 展开更多
关键词 摩尔定律 (RF) 集成 系统 解决方案
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硅基三维异构集成射频微系统的多物理场耦合仿真与设计
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作者 张睿 朱旻琦 +6 位作者 杨兵 冯政森 王辂 张先荣 陆宇 蔡源 邱钊 《电子技术应用》 2024年第5期1-6,共6页
利用硅基三维异构集成工艺设计一款射频微系统,以满足设备对射频模组高性能、小型化的需求。为了在设计初期充分评估该微系统的潜在可靠性风险,根据工艺特征以及产品在多物理场中的耦合现象,建立一种面向硅基三维异构集成工艺射频微系... 利用硅基三维异构集成工艺设计一款射频微系统,以满足设备对射频模组高性能、小型化的需求。为了在设计初期充分评估该微系统的潜在可靠性风险,根据工艺特征以及产品在多物理场中的耦合现象,建立一种面向硅基三维异构集成工艺射频微系统的多物理场一体化仿真流程,逐一分析所涉及的电-热耦合和热-力耦合过程,预判产品在工作条件下的热学和力学特性,为设计环节提供针对性的指导,预先规避可靠性风险,从而有效提高一次性设计成功率。 展开更多
关键词 硅基三维异构集成系统 多物理场耦合仿真 电-热耦合 热-力耦合
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一种高集成宽窄带一体化综合射频的研究与设计
12
作者 吉宇 蔡晓波 彭霞 《空天预警研究学报》 CSCD 2024年第6期401-405,共5页
为解决射频系统平台空间有限与综合射频模块种类、数量和重量骤增间的矛盾,设计了一种高集成宽窄带一体化综合射频;对射频互联模型进行仿真分析,对窄带探测功能、宽带功能、通信功能、数字资源使用进行理论计算与原理分析.测试结果表明,... 为解决射频系统平台空间有限与综合射频模块种类、数量和重量骤增间的矛盾,设计了一种高集成宽窄带一体化综合射频;对射频互联模型进行仿真分析,对窄带探测功能、宽带功能、通信功能、数字资源使用进行理论计算与原理分析.测试结果表明,在X波段内,窄带探测多通道增益一致性优于2dB,接收动态约80dB;宽带测频精度优于1MHz,输出功率平坦度优于1dB;可支持X波段通信,通信误码率优于10^(-5).测试结果验证了该综合射频设计的合理性和实用性. 展开更多
关键词 宽窄带一体化 综合 系统级封装
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舰载射频系统一体化基本问题的研究 被引量:4
13
作者 叶显武 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2011年第7期5-8,共4页
一体化已成为舰载射频系统的一个重要发展方向。文中分析了舰载射频系统一体化可实现的目标,并提出了实现其一体化的关键技术为实现资源共享和射频设备的模块化。同时,从组织管理角度分析了用户和工业部门对舰载射频系统一体化的推进作... 一体化已成为舰载射频系统的一个重要发展方向。文中分析了舰载射频系统一体化可实现的目标,并提出了实现其一体化的关键技术为实现资源共享和射频设备的模块化。同时,从组织管理角度分析了用户和工业部门对舰载射频系统一体化的推进作用及一体化对用户和工业部门的影响。 展开更多
关键词 舰载系统 一体化 资源共享 模块化
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X波段高集成硅基射频微系统
14
作者 吴小玲 阮文州 刘德志 《微纳电子技术》 CAS 2024年第7期105-109,共5页
设计并制备了一款基于微电子机械系统(MEMS)工艺的小型化X波段硅基射频微系统,该微系统集成了变频器、功率放大器和MEMS双滤波器等,可实现信号的变频、滤波、放大。该微系统实现了硅基片上有源及无源芯片的异质集成,通过在硅基片上直接... 设计并制备了一款基于微电子机械系统(MEMS)工艺的小型化X波段硅基射频微系统,该微系统集成了变频器、功率放大器和MEMS双滤波器等,可实现信号的变频、滤波、放大。该微系统实现了硅基片上有源及无源芯片的异质集成,通过在硅基片上直接集成MEMS双滤波器及紧凑型布线分布实现了小型化,并通过在微系统内部的设计优化解决了芯片间级联匹配带来的寄生问题。该微系统尺寸8.5 mm×11 mm×1 mm,工作频率8~8.5 GHz,带内增益≥5 dB(平坦度≤±0.5 dB),带外抑制>80 dBc@7.5 GHz&9 GHz,中频输入端口驻波比≤1.7,射频输出端口驻波比≤1.4,满足设计及使用要求。此类硅基微系统具有高集成、小型化、方便使用等优点,是未来射频微系统的重要发展方向。 展开更多
关键词 电子机械系统(MEMS) 高集成 波组件 系统 小型化
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基于数字射频存储平台的调频毫米波引信自动测试系统
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作者 赵平伟 刘树洁 +2 位作者 郑晨皓 李艳萍 李楠 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期178-183,共6页
针对调频毫米波引信测试启动性能过程中利用传统推板、拉距和滑弹试验存在交会速度低、测试效率不高且偏差较大的问题,提出基于数字射频存储平台构建调频毫米波引信自动测试系统替代传统测试手段完成引信电性能测试。该系统运用数字射... 针对调频毫米波引信测试启动性能过程中利用传统推板、拉距和滑弹试验存在交会速度低、测试效率不高且偏差较大的问题,提出基于数字射频存储平台构建调频毫米波引信自动测试系统替代传统测试手段完成引信电性能测试。该系统运用数字射频存储技术、自动控制技术和专用控制软件,实现调频毫米波引信电性能的自动化测试。实验结果表明,该系统能够在模拟引信真实交会速度下测试引信电性能,提高调频毫米波引信测试效率,减少试验过程中外部环境影响,提升调频毫米波引信的可靠性和工艺稳定性。 展开更多
关键词 毫米波引信 自动测试 数字存储 专用控制软件 测试系统
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一体化射频通信体系对抗的仿真系统设计 被引量:1
16
作者 王丰双 刘忠 戴长华 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2006年第8期62-65,共4页
简要介绍了射频通信体系对抗仿真中的模型,一体化建模方法。以红方对蓝方通信进行干扰为例分析了通信体系对抗仿真的功能模块,提出了对抗框架。介绍了几种常用的干扰方法,提出对抗的方法和策略,并通过实例说明通信体系对抗的方法和策略。
关键词 一体化 通信 体系对抗 仿真系统
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一种射频数字一体化宽带收发模块设计 被引量:8
17
作者 范欢欢 伍小保 孙维佳 《雷达科学与技术》 北大核心 2020年第3期340-344,350,共6页
针对中大型机载有源相控阵雷达系统的需求,提出一种射频数字一体化高集成宽带收发模块的设计方案。相比于传统雷达收发系统的射频、数字部分独立设计的方式,本设计将射频前端电路与数字收发电路集成在一个标准6U ASAAC插件内,以提高集... 针对中大型机载有源相控阵雷达系统的需求,提出一种射频数字一体化高集成宽带收发模块的设计方案。相比于传统雷达收发系统的射频、数字部分独立设计的方式,本设计将射频前端电路与数字收发电路集成在一个标准6U ASAAC插件内,以提高集成度、降低功耗。该模块可以实现2 GHz以上瞬时带宽的宽带激励信号产生和宽带信号采集。本文先详细介绍了一体化收发模块的硬件组成和设计原理,其次介绍了FPGA软件设计思想,最后给出该模块的硬件测试和数据分析结果。 展开更多
关键词 数字一体化 高集成 宽带收发 相控阵雷达
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射频微系统集成技术体系及其发展形式研判 被引量:10
18
作者 范义晨 胡永芳 崔凯 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2020年第7期70-77,共8页
微系统三维异质异构集成技术是实现未来射频电子系统更高集成度、更高性能、更高工作频率等需求的最具前景的技术,文中对射频微系统集成技术在军民领域的应用需求及前景进行了分析,对其技术内涵及技术体系进行了系统性总结,阐释了微系... 微系统三维异质异构集成技术是实现未来射频电子系统更高集成度、更高性能、更高工作频率等需求的最具前景的技术,文中对射频微系统集成技术在军民领域的应用需求及前景进行了分析,对其技术内涵及技术体系进行了系统性总结,阐释了微系统集成技术在满足系统工程化应用情况下在设计仿真、热管理、测试、工艺和可靠性等方面所面临的新挑战及其解决方案,同时提出了射频微系统集成技术的进一步发展思路。 展开更多
关键词 系统 三维异质异构集成 热管理 系统测试技术
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面向防空反导一体化的紧耦合舰载综合射频系统技术研究 被引量:1
19
作者 蒋莹莹 彭芃 《雷达与对抗》 2023年第2期1-5,55,共6页
基于一体化防空反导演化过程,分析当前作战环境对多功能舰载综合射频系统的需求,指出紧耦合综合射频系统较传统电子信息系统的优势,给出紧耦合综合射频系统的概念内涵,重点研究紧耦合综合射频系统关键技术,为相关系统、装备研发提供借... 基于一体化防空反导演化过程,分析当前作战环境对多功能舰载综合射频系统的需求,指出紧耦合综合射频系统较传统电子信息系统的优势,给出紧耦合综合射频系统的概念内涵,重点研究紧耦合综合射频系统关键技术,为相关系统、装备研发提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 舰载综合系统 一体化防空反导 协同 多功能 紧耦合
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射频微系统冷却技术综述 被引量:9
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作者 胡长明 魏涛 +1 位作者 钱吉裕 王锐 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2020年第3期1-11,共11页
雷达、电子战等射频电子装备向高集成度和大功率方向发展,有力牵引了射频微系统技术的进步,同时给冷却设计带来三大挑战:高面热流度、热堆叠和高体热流密度。冷却技术成为制约射频微系统应用的关键瓶颈之一。文中综述了国内外当前射频... 雷达、电子战等射频电子装备向高集成度和大功率方向发展,有力牵引了射频微系统技术的进步,同时给冷却设计带来三大挑战:高面热流度、热堆叠和高体热流密度。冷却技术成为制约射频微系统应用的关键瓶颈之一。文中综述了国内外当前射频微系统冷却技术的发展现状,传统的远程散热架构因界面多与传热路径远已难以为继,高集成度的近结冷却技术显著提升芯片散热能力;以有源相控阵雷达为例,提出了射频微系统冷却的三代技术路线,指出了射频微系统热设计的主要发展方向。 展开更多
关键词 系统 冷却技术 金刚石衬底 蒸发流体 硅基流道 硅通孔 热-电薄膜制冷 热-电协同设计
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