铁氧体电路板(FCB)可缩小8~40GHz系统的尺寸

2006-05-29 14:22:41来源: 互联网
铁氧体元件,如绝缘体和环形器,对于包括功率放大器在内的许多微波装置和系统的操作是最基本的。但这些元件趋向于体积较大,而且无法集成于薄膜电路。

Dorado International公司全新地审视这些元件并开发了被称为铁氧体电路板(FCB)的集成元件与组件,在此设计中,传统氧化铝电介质基底被铁氧体基底取代。这样,可以利用在同一平板印刷电路板上制造的绝缘体和环形器制造薄膜装置,作为耦合器、复合器、衰减器、功率分配器和其它高频主动及被动元件。这项技术对于要求铁氧体元件和工作于8~40GHz的设计十分有用。

与传统的解决方案相比,FCB可以制造具有低介入损耗的元件。较低损耗源于不再需用于将传统铁氧体元件与高频电路连接的微焊、焊接或绑定方法。FCB解决方案缩短了器件与印制在常规FCB上的元件之间的连接路径,进一步减小了损耗(图1)。而通过减小单独元件之间的小间隙(这在将传统铁氧体元件焊接于薄膜电路时很平常),可以大幅提高元件在超过15GHz频率的性能。FCB电路的制造工艺也使其自身与单独的主动或被动元件更加匹配协调。

所有这些改进,使FCB的介入损耗与采用散离绝缘体和环形器元件的电路相比大幅减小。相较于离散元件,由于元件之间的线长可能更短,FCB还因尺寸缩小节省了成本。采用单独FCB,在制造商设计更高效的布设以缩小尺寸时提供了灵活性。由于组装的总部件数更少,大大节省了制造成本,FCB工艺也比传统铁氧体制造方法的成本更低。

FCB元件的性能表现如何?举一个实例,针对8~40GHz应用制造的连接器件,在接收器和发射器之间具有高度绝缘,同时将介入损耗降至最低。从天线到接收器之间测量到的最大介入损耗范围在9GHz的0.5dB到40GHz的1dB之间。从发射器到天线之间测量到的最大介入损耗范围在9GHz的1dB到40GHz的2dB之间。

最大VSWR为1.30:1,功率处理能力为0.5W,FCB多连接器件达到了20dB的最小接收器-发射器隔离,和33dB的天线-发射器隔离。这种连接器件适于在微波系统前端使用,以提供通信系统不同部分之间的隔离,而无需滤波器。使用额外铁氧体连接有可能达到更高隔离。

在另一个设计中,FCB上有4个环形器用于Ku-波段应用(图2)。每个器件的最大介入损耗为0.5dB,而隔离为20dB。这些4环形器器件具有0.5W的功率处理能力,在-30~+70℃工作温度,达到1.30:1最大VSWR。

DIH-15是在单个FCB上制造的一对3dB90度环形器组合。这款FCB器件被设计用于Ku-波段应用,达到20dB或更高的隔离,而总介入损耗为3.9dB或更低。双环形器器件具有1.30:1最大VSWR,处理2W的最大正传输功率和0.5W的负载功率。在-30~+65℃工作温度,输出振幅失衡为±2.5dB。

FCB超级元件是一种新型解决方案,它给设计工程师提供一种解决方案,它有助于相控阵天线系统前端解决减小空间、降低成本和提高性能等相关问题。

关键字:绝缘  耦合  损耗  滤波

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