我国近年来MIC电路及工艺发展浅谈——参加第七届全国MIC电路及工艺会议有感

从60年代首次出现起,微波集成电路(MIC)的发展就一直没有停止。各种类型的混频器、放大器、开关器件等已占据了微波通信、雷达、遥感、航天等领域的主导地位。随着微波半导体器件的成熟,工艺加工水平的提高,以及砷化镓材料设备的完善,器件成品率提高,MIC已走向MMIC(单片微波集成电路),并向超高速数字电路和光集成电路发展。对于我国来说,MIC     

微波集成电路及个人通信卫星技术的发展动向

微波集成电路具有可可靠性高，尺寸小，成本低，便于批量生产的特点。已广泛地用于通信、雷达、电子对抗、星载电子设备等领域。个人通信已成为各国电信业务中必不可少的通信手段。同时还介绍了美国和欧洲发展个人通信卫星系统的计划。     

微波MEMS滤波器的研究进展

文章介绍了应用于射频微波系统的MEMS滤波器,结合最近几年国内外的MEMS滤波器研究成果,从MEMS滤波器的设计方法和滤波器性能等方面阐述了各种MEMS滤波器的技术发展状态。     

基于微机电系统的微推进发展新趋势

纳皮型卫星和卫星编队飞行的发展,对星上推进系统提出了更高的要求,基于微机电系统(MEMS)技术的微型推进系统以此为契机迅速发展起来。基于MEMS技术的微推进除了具有成本低、体积小、质量轻等优点之外,还具有很高的集成度。它利用MEMS加工技术,能将推进系统的推进剂、贮箱、喷嘴、阀门、推进剂进给系统,以及某些微传感器和执行器,甚至控制电路都集成在一个或几个硅片上,再通过键合等微连接装配技术将这些MEMS器件组装在一起,形成功能完善、稳定性高的集成微推进系统。目前国内外对集成式微推进的相关研究大部分都处于设计和试验阶段。随着MEMS技术的不断发展和进步,集成式微推进技术将日趋成熟,并最终广泛应用于微小卫星领域。     

氮化镓毫米波功放技术发展

氮化镓(GaN)毫米波功放器具有工作频率高、输出功率大、功率转换效率高等优势，在新一代移动通信、高分辨毫米波成像雷达等领域具有广阔的应用前景。本文综述了国内外GaN毫米波功率器件发展历史和低损耗栅结构、短沟道抑制技术、寄生电阻抑制技术等关键技术特点，综合分析了适合Ka-W波段GaN单片毫米波集成电路(MMIC)功放的架构和设计方法，提出了未来我国在高效率、高功率、高频带、多功能集成GaN毫米波芯片领域开展更深入研究的建议。     

基于硅基MEMS三维集成技术的片式多波束发射前端

基于多波束发射前端的相控阵,具有波束灵活扫描和多目标同时通信的能力,是低轨互联网通信卫星的重要微波子系统。采用硅基MEMS三维异构集成技术,将多个微波单片集成电路MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)和硅基MEMS功分交叉网络等无源结构一体化集成,实现了一种K频段8波束32通道瓦片式相控阵发射前端。该器件由五个硅基封装模块堆叠而成,不同封装模块之间通过植球(金球凸点及铅锡焊球)的方式互连,内部通过TSV通孔技术实现垂直互连。为展示其性能,制备了19 GHz～21 GHz频段的样件,尺寸为16.25 mm×14.25 mm×6.3 mm。经测试,单通道发射增益≥18 dB,输入输出端口驻波≤2.0,同时具备6位数控移相和5位数控衰减功能。     

国外几种新型微化学推力器

介绍了国外几种以微机电系统 (MEMS)技术为基础的液体和固体微化学推力器。这些新型微化学推力器具有MEMS技术微型化、低成本和批量生产的优点 ,并考虑了体积限制和高度集成等空间限制 ,能产生 10 -6～ 10N·s的推力脉冲 ,可用于微型卫星和纳米卫星的姿态调整、变轨和定向的精确控制。同时阐述了这几种微推力器结构特点和制造工艺 ,并与其他类型的推进器进行了比较     

相控阵雷达的过去、现在和将来

概括介绍了地面、舰船、航空和空间用无源与有源偶极子和单片微波集成电路(MMIC)相控阵雷达的近期发展和未来趋势。内容涉及：DD(X)舰船雷达系列、THAAD(以前的CBR)、欧洲的COBRA、以色列的BMD雷达天线、荷兰的舰船APAR、美国的F-22、JSF和F-18机载雷达、欧洲的AMSAR、瑞士的AESA、日本的FSX和以色列的费尔康(Phalcon)、铱星(66颗在轨卫星中有198个天线)和全球星MMIC空间载有源阵列系统(最后两个系统用于通信，但是所用技术与雷达系统的相同，实际上，IRIDIUM收／发组件技术是从空间雷达技术中来的)、Thales公司(以前的Thomson-GSF)的4英寸94GHzMMIC晶片导引头天线、数字波束形成、铁电行-列扫描、通信与雷达用光电扫描、MMICC波段至Ku波段先进孔径共享项目(ASAP)和AMRFS天线系统(通信、雷达、电子干扰(ECM)和ESM共用)以及连续切向分支(CTS)压控介质(VVD)天线。     

新千年的相控阵

这篇综述文章概述了针对地面、舰船、飞机和空间应用的无源、有源双极型和单片式微波集成电路（MMIC）相控阵近期的发展和未来的趋势。文章论及THAAD（以前是GBR）、欧洲COBRA和以色列的BMD雷达天线；荷兰舰载APAR；机载的有美国F-22、欧洲AMSAR、瑞典AESA、日本FSX和以色列Phalcon；Iridium(轨道上66颗卫星共198个天线)和Globalstar MMIC星载天线；Thomson-CSF晶片集成94GHz导引头天线；数字波束形成；行和列铁氧体电扫描；通讯和雷达的光电扫描；通信、雷达、电子对抗（ESM）和ESM的MMIC C波段至Ku波段的高级共享孔径计划（ASAP）天线系统；以及连续横向短线（CTS）可变电压介质（VVD）天线。     

下一代数字式GPS接收机

讨论由 collins 公司制造的下一代(NGR)数字化 GPS 接收机的结构和技术特点。该计划的目的是开发一种具有较高抗干扰能力的高级 GPS 接收机单片设备(chipset)。计划始于1985年,为不载人和载人飞行器提供小型化接收机技术。目前用于战术导弹的两通道接收机的研制工作已全面开展,用来替换标准高动态接收机 RCVR-3A 型的五通道接收机正在测试和评估中。NGR 设计是从国防高级研究计划机构(DARPA)开发手提式 GPS 接收机使用的数字信号处理体系结构入手的,改进后可提高抗干扰和信号捕获性能。使用可生产、合格及便宜的硅单片微波集成电路(MMIC)和半商品化的数字技术开发 GPS 核心单片设备。另外,所采用的系统设计方法允许重复使用成熟的和确认过的 GPS 软件。     

MEMS技术中的电镀工艺及其应用

电镀已经成为MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技术中的一种重要加工手段,相比于传统意义的表面处理作用,MEMS技术中的电镀主要用于制作微结构.介绍了几种常用的以电镀为核心方法的微结构加工工艺和它们的应用领域.微结构加工工艺包括LIGA/UV-LIGA、EFAB、PolyStrat...     

一种基于COTS器件的SiP微系统的抗总剂量效应加固设计与试验评估

总剂量效应是制约COTS器件空间应用的主要因素之一。为满足空间应用对电子系统高性能、小型化及抗辐射的需求,对一种基于COTS器件的SiP微系统的抗总剂量效应加固方案进行设计,采用模型分析与地面试验结合的方法对微系统的抗总剂量辐射能力进行评估。该评估方法将微系统作为设备与器件的一种结合体,先按照设备进行整体模型评估,后按照器件进行试验评估,提高了评估的效率,具有较强的工程实用价值。60Co γ射线辐照试验结果表明:加固后SiP微系统的抗总剂量能力不低于150 krad(Si),可以满足相关任务应用需要。该微系统的抗总剂量效应加固设计和总剂量效应评估方法可为相关微系统研制提供参考。     

无缆化互连技术发展趋势探究

随着新一代航天器的飞速发展,航天器装备多功能化、高度集成化、一体化、微小型化、轻量化趋势不可逆转,电气互连技术将成为影响和制约新研航天器技术迭代的关键因素之一。文章以传统电缆网互连的现状引出航天器互连系统无缆化的需求,总结归纳国内外互连技术实现无缆化的有效途径及措施,并针对现有无缆化互连技术存在的固有缺陷进行分析,从而推论出无缆化互连技术未来将朝着立体柔性光纤传输互连、非接触高效传输互连、MEMS一体化集成互连、组网多维互连等方向发展的趋势,为先进互连技术的发展提供一定的指导意义。     

航天器供配电智能管理技术研究

综述国外航天器供配电管理技术由传统遥控管理发展到智能管理的4个典型阶段,介绍了航天器供配电智能管理技术在空间站、科学观测及深空探测领域航天器上的应用情况;分析了目前国内航天器采用熔断器作为故障隔离主要手段、依托遥测遥控进行供配电管理的体制,归纳了国内航天器供配电体制的优缺点,并总结出国内航天器供配电智能管理系统的3项关键技术——智能配电管理技术、故障隔离技术和能源计划动态调度管理技术,可为航天器供配电智能管理系统关键技术的研究提供借鉴。     

航天器数字化模拟及应用技术

通过国内外航天器数字化模拟技术的现状调研,从仿真框架、建模表达、求解计算、交互与可视化以及大数据等几个方面,综述了航天器数字化模拟所涉及的关键技术,并深入分析了相关技术在系统设计、开发与验证、飞行演练、控制与决策支持、体系仿真与效能评估等领域的应用。在此基础上,面向未来日益复杂的航天任务需求,提出了发展通用化框架、高可信建模、标准化工具和智能化应用的建议,从而加速推进航天器研制数字化、智能化的发展进程。     

航天器遥控FPGA片上容错设计技术研究

结合深空探测项目研制任务研究遥控数据接收处理电路FPGA片上容错设计技术。在研究航天器遥控数据接收处理电路数据模型的基础上,提出遥控数据接收处理电路FPGA片上小粒度自主备份容错设计方法;应用此新方法进行遥控指令通道FPGA设计优化;针对FPGA缺陷成团性,进行遥控指令通道FPGA布局优化,最终设计出能够自主容错,容错能力更强,可以应对缺陷成团性影响的新一代遥控指令通道FPGA。这一FPGA的实现,验证了文中提出的新方法,也为未来深空探测项目、微小卫星等提供新的遥控产品。     

航天器姿态机动规划技术研究进展

以航天器多约束姿态控制为背景,围绕姿态机动路径的复杂约束处理问题,对姿态机动规划技术的规划模型、方法研究现状与未来发展趋势进行了论述、分析与归纳。首先介绍了航天器姿态机动规划模型,随后梳理并总结了航天器姿态机动规划技术发展历程及现状,从方法逻辑、设计思想等方面对姿态机动规划方法进行分类和关键技术分析,进一步根据技术发展脉络和未来航天任务需求,提出了航天器姿态机动规划技术的若干发展趋势。     

航天器单粒子效应的防护研究

随着航天电子器件集成度的不断提高,其发生单粒子效应的风险越来越高,已经成为影响航天器可靠性和运行寿命的重要因素。文章首先介绍了单粒子效应的发生机理、研究方法和研究成果,在此基础上对现有的各种抗单粒子效应加固技术进行了总结,按照硬件加固技术、软件加固技术和轨道优化设计的思路较为系统地论述了单粒子效应的防护手段。     

Hyper-interspersed nano/MEMS-architecture design for new concepts in miniature robotics for space exploration

Launch weight and volume requirements are substantially decreased by reduction of probe size in exploration mission systems, as mass and volume both scale as the third power of system size. Accordingly, the already quite developed MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology, that offers low cost, small, light weight, and increasingly reliable devices through durability and redundancy, is strongly attractive as a near-term technology for significantly reducing the cost to launch and operate space systems. It is shown that the final goal of MEMS technology, i.e. the merging through solid state microdcvices of the functions of sensing, computation, communication and actuation, can lead to a new, biomimetic kind of miniature robotics, particularly suitable for planetary exploration, through molecular mono- electronics/MEMS integration jointly with a hyper-interspersed architecture made up of autonomous units embodying sensors, information processors and actuators. The problem tackled here concerns the basic design of such miniature robots, from some μm to insect size, featuring finely structured intelligent autonomous parts as smart skins, sensory and manipulating members working on the analogue external reality and communicating with their inner molecular level nondiscrete pseudo-analogue information processing networks. The (mesoscopic network)/MEMS units are shown to embody a quantum mechanical/macroscopic world connection, in which the nondiscrete molecular devices allow the automaton parts to perform very complex, fast information processing operations as metaphores of bionic functions like learning, attention, and decision making under uncertain conditions, this last due to the stochasticity inherent in the quantum network. Flexible architectures instead of von Neumann type rigid architectures in addition to hyper-interspersion of autonomous units can be realized through such nano/MEMS devices, and the μm — cm size of the whole robots and their organs allow dynamic biochemical, possibly reaction - diffusion, spatially separated highly nonlinear systems to be exploited as additional primitive computing devices (e.g. chemical oscillators, dissipative biomolecular distributed systems, planar photoactivated enzyme biosensors). Each interspersed unit can be designed as a multilevel nondiscrete system according to the information processing “rank” to be obtained in simulating the biological nervous system activity.     

甚小型卫星发展综述

介绍了立方星(CubeSat)、片上卫星(SpaceChip)、印制电路板卫星(PCBSat)、多芯片组件卫星(MCMSat)4种甚小型卫星的发展情况和技术特点。CubeSat技术最为成熟,已发射多颗此类卫星,但体积固定,成本较高;SpaceChip是卫星小型化的最终目标,它成本最低,集成度最高,体积最小,但通信距离较短;PCBSat的成本和性能居中,设计复杂度低,且元器件有商用现货供应,但功耗较大;MCMSat综合了PCBSat和SpaceChip的技术特点,技术复杂。我国甚小型卫星可选择优先发展PCBSat;重点突破商用现货元器件的筛选,以及空间应用技术、一体化姿态控制技术、新型微推进技术、轻型高效的蓄电池和太阳电池技术等。