Mạch vi sóng PCB

Mạch vi sóng pcb là một loại bảng mạch đặc biệt dành riêng cho truyền tín hiệu tần số cao, dải tần số thường nằm trong khoảng 300 MHz đến 300 GHz. Nó được sử dụng rộng rãi trong truyền thông, radar, radio và các lĩnh vực khác. Nó có hiệu suất tần số cao tốt, kích thước nhỏ và độ tin cậy cao.

Mạch vi sóng là một mạch hoạt động trong dải vi sóng và dải milimet, được tích hợp trên chất nền bởi các thành phần thụ động vi sóng, các thành phần hoạt động, đường truyền và kết nối với nhau, với một số chức năng nhất định.

Mạch vi sóng được chia thành mạch vi sóng hỗn hợp và mạch vi sóng nguyên khối. Mạch vi sóng hỗn hợp là một khối chức năng sử dụng công nghệ màng mỏng hoặc màng dày để tạo ra một mạch vi sóng thụ động trên một chất nền phù hợp để truyền tín hiệu vi sóng. Mạch được thiết kế và sản xuất theo nhu cầu của hệ thống. Các mạch vi sóng lai thường được sử dụng bao gồm các mạch vi sóng băng thông rộng khác nhau như Microband Mixer, Microwave Low Noise Amplifier, Power Amplifier, Double Frequency và Phased Array Unit. Mạch vi sóng nguyên khối là các khối chức năng sử dụng công nghệ phẳng để sản xuất trực tiếp các thành phần, đường truyền và đường kết nối trên chất nền bán dẫn. Gallium arsenide là vật liệu cơ bản được sử dụng phổ biến nhất. Mạch vi sóng bắt đầu vào những năm 1950. Một lý do quan trọng cho sự chuyển đổi của công nghệ mạch vi sóng từ các thành phần đồng trục, ống dẫn sóng và hệ thống của chúng sang mạch phẳng là sự phát triển của các thiết bị trạng thái rắn vi sóng. Trong những năm 1960 và 1970, chất nền nhôm oxit và công nghệ màng dày đã được sử dụng; Các mạch tích hợp monochip bắt đầu xuất hiện vào những năm 1980.

Mạch vi sóng lai sử dụng công nghệ màng dày hoặc công nghệ màng mỏng để tạo ra các mạch chức năng vi sóng khác nhau trên một phương tiện thích hợp để truyền tín hiệu vi sóng, sau đó lắp đặt các phần tử hoạt động tách biệt tại các vị trí tương ứng để tạo thành mạch vi sóng. Các phương tiện truyền thông được sử dụng trong mạch vi sóng bao gồm sứ nhôm cao, sapphire, thạch anh, gốm giá trị cao và phương tiện hữu cơ. Có hai loại mạch: mạch microband tham số phân phối và mạch tổng tham số tập hợp. Các thiết bị hoạt động sử dụng các thiết bị vi sóng được đóng gói hoặc sử dụng chip trực tiếp. Các tính năng chính của mạch vi sóng là thiết kế và sản xuất theo yêu cầu của toàn bộ máy và phân chia băng tần vi sóng. Hầu hết các IC được sử dụng là dành riêng. Thường được sử dụng là Microband Mixer, Microwave Low Noise Amplifier, Microwave Integrated Power Amplifier, Microwave Integrated Oscillator, Integrated Multiple Frequency Switches, Integrated Phased Array Unit và tất cả các loại mạch băng thông rộng.

Một mạch vi sóng nguyên khối là một mạch tích hợp trong đó một mạch chức năng vi sóng được sản xuất thông qua một quá trình bán dẫn trên một chip làm từ vật liệu gallium arsenide hoặc vật liệu bán dẫn khác. Mạch vi sóng làm từ vật liệu silicon hoạt động trong băng tần 300-3000GHz và có thể được coi là phần mở rộng của mạch tích hợp tuyến tính silicon, không được bao gồm trong mạch vi sóng nguyên khối.

Quy trình sản xuất mạch vi sóng đơn GaAs là sử dụng sự tăng trưởng mở rộng của silicon hoặc tiêm ion để tạo thành một lớp hoạt động trên mono GaAs bán cách điện; Tiêm oxy hoặc proton để tạo ra một lớp cô lập (hoặc các ion khác phù hợp để tạo ra lớp cô lập); Tiêm berili hoặc kẽm để tạo thành liên kết PN; Sản xuất hàng rào bán dẫn kim loại bằng cách bốc hơi chùm electron; Sản xuất các thiết bị hoạt động (như diode, bóng bán dẫn hiệu ứng trường) và các thành phần thụ động (cuộn cảm, tụ điện, điện trở và bộ ghép nối thành phần microband, bộ lọc, tải, v.v.) và các mẫu mạch. Thiết kế mạch cũng được chia thành hai hình thức: thông số tập trung và thông số phân phối. Các thông số phân phối chủ yếu được sử dụng trong mạch điện và mạch sóng milimet. Mạch sóng milimet đề cập đến các mạch tích hợp hoạt động trong phạm vi từ 30 đến 300 gigahertz.

Gallium arsenide phù hợp hơn silicon trong việc tạo ra các mạch vi sóng nguyên khối (bao gồm cả các mạch siêu nhanh), chủ yếu là do: 1. Điện trở suất của chất nền gallium arsenide bán cách điện lên tới 107 ½ 109 ohm · cm, tổn thất truyền vi sóng nhỏ; 2. Tỷ lệ di chuyển điện tử của gallium arsenide cao hơn khoảng 5 lần so với silicon, tần số hoạt động cao và tốc độ nhanh; 3. Thiết bị hoạt động chính Gallium Arsenide Metal Semiconductor Field Effect Transistor là một thiết bị đa chức năng có khả năng chống bức xạ tốt. Vì vậy, mạch vi sóng đơn chip Gallium Arsenide có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như radar mảng pha rắn, thiết bị đối phó điện tử, tên lửa chiến thuật, thu vệ tinh truyền hình, truyền thông vi sóng, máy tính siêu tốc và xử lý thông tin khối lượng lớn.

Các mạch vi sóng nguyên khối đã được phát triển thành công và từng bước áp dụng bao gồm: Bộ khuếch đại tiếng ồn thấp tích hợp vi sóng nguyên khối, mặt trước của bộ thu vệ tinh truyền hình nguyên khối, Bộ khuếch đại công suất vi sóng nguyên khối, Bộ dao động điều khiển áp suất vi sóng nguyên khối, v.v. Thiết kế của mạch này chủ yếu xoay quanh các chức năng tạo, khuếch đại, điều khiển và xử lý thông tin của tín hiệu vi sóng. Hầu hết các mạch được thiết kế theo yêu cầu của toàn bộ máy khác nhau và đặc điểm của băng tần vi sóng, và rất cụ thể.

Mạch vi sóng PCB

Vật liệu và thiết kế bảng mạch vi sóng

Việc lựa chọn vật liệu và thiết kế bảng mạch vi sóng là những yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu suất ổn định của thiết bị khi hoạt động ở tần số cao. Chọn vật liệu và cấu trúc phù hợp có thể cải thiện đáng kể hiệu quả và độ tin cậy của việc truyền tín hiệu.

1. Đặc tính vật liệu

Bảng mạch vi sóng thường sử dụng các vật liệu có các đặc tính cụ thể, bao gồm hằng số điện môi (Dk) và tiếp tuyến góc mất (Df). Hằng số điện môi đại diện cho khả năng lưu trữ năng lượng điện của vật liệu, trong khi góc tổn thất mô tả sự mất mát năng lượng chuyển thành nhiệt trong quá trình truyền tín hiệu. Nói chung, góc tổn thất thấp hơn có thể giúp giảm thiểu tổn thất tín hiệu và cải thiện hiệu quả của vật liệu trong các ứng dụng tần số cao.

2. Lựa chọn vật liệu RF

Khi lựa chọn vật liệu bảng mạch vi sóng, các yếu tố như độ ẩm môi trường, ổn định nhiệt và kháng hóa chất nên được xem xét để đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong các điều kiện hoạt động khác nhau. Các vật liệu bảng mạch vi sóng thường được sử dụng bao gồm FR-4, PTFE (Teflon) và vật liệu gốm, v.v. Trong số đó, PTFE được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng vi sóng đòi hỏi hiệu suất cao do đặc tính tần số cao tuyệt vời của nó.

3. Cấu trúc thiết kế

Các cấu trúc thường được sử dụng trong thiết kế mạch vi sóng bao gồm microband và ribbon. Dây Microband bao gồm một dải dẫn điện nằm trên chất nền điện môi với mặt phẳng nối đất bên dưới, phù hợp cho truyền tín hiệu tần số cao. Dải bao gồm một dải dẫn điện kẹp giữa hai mặt phẳng mặt đất để cung cấp khả năng che chắn tốt hơn và phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi tính toàn vẹn tín hiệu cao hơn.

4. Kết hợp trở kháng

Trở kháng phù hợp là một yếu tố quan trọng trong thiết kế PCB vi sóng để đảm bảo tính toàn vẹn của tín hiệu. Phù hợp trở kháng tốt có thể làm giảm phản xạ tín hiệu và tối ưu hóa hiệu quả truyền tải điện. Việc sử dụng bố cục đường truyền thích hợp, vật liệu cần được xem xét khi thiết kế và thường cần được phân tích và điều chỉnh với sự trợ giúp của công nghệ mô phỏng điện từ để nâng cao chất lượng tín hiệu.

5. Thiết kế kỹ thuật nhiệt

Một số yếu tố công suất cao tạo ra rất nhiều nhiệt khi bảng vi sóng hoạt động, vì vậy thiết kế tản nhiệt hợp lý là rất quan trọng. Điều này bao gồm tối ưu hóa bố trí của các yếu tố công suất cao để tăng cường tiếp xúc nhiệt, sử dụng lỗ thông nhiệt để cải thiện tính đồng nhất nhiệt độ và chọn vật liệu có độ dẫn nhiệt tốt để thúc đẩy tản nhiệt.

Thiết kế Microwave Circuit

"Microwave Circuit" luôn đồng nghĩa với "Wavelead Circuit". Ngay từ đầu những năm 1930, người ta đã nhận ra rằng ống dẫn sóng là một cấu trúc truyền tần số vi sóng rất hữu ích. Các nhà nghiên cứu từ lâu đã phát hiện ra rằng một phần nhỏ của ống dẫn sóng được sửa đổi thích hợp có thể được sử dụng làm bộ tản nhiệt hoặc bản gốc kháng điện. Như khoang cộng hưởng và ăng ten sừng. Trong sự phát triển của các mạch dẫn sóng hiện đại, các nỗ lực đã được thực hiện ngay từ đầu để truyền tải hiệu quả năng lượng vi sóng từ nguồn vi sóng đến đường truyền dẫn sóng và thu hồi hiệu quả ở đầu thu. Điều này đề xuất những thay đổi đối với bản gốc tương ứng của máy phát và máy thu. Yêu cầu cao. Do đó, nó đã dẫn đến sự xuất hiện của các thành phần như máy dò sóng đi bộ, máy đo bước sóng và tải đầu cuối.

Sự phát triển và ứng dụng công nghệ vi sóng đã đặt nền móng cho mạch vi sóng. Từ phát hiện ban đầu về nguyên tắc phản xạ nhiều lần không liên tục và nguyên tắc cộng hưởng khoang tương ứng, đến việc sử dụng các nguyên tắc này để khớp nguồn điện vi sóng với ống dẫn sóng, sau đó khớp ống dẫn sóng với máy thu như máy dò tinh thể và sử dụng các thiết bị này để tạo ra tín hiệu tần số nhất định thông qua mạch.

Một trong những tính năng cơ bản của mạch vi sóng là điều chỉnh hoặc điều chỉnh các đặc tính của nó theo kinh nghiệm thông qua các ốc vít và màng ngăn (hoặc thậm chí kích thước nén) bên trong ống dẫn sóng. Ban đầu, nó chỉ là một phương pháp thử và sai, sau đó phát triển thành cái gọi là "kỹ thuật dẫn sóng". Từ lâu, nó cũng là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong kỹ thuật vi sóng.

Hiện trạng Microwave Circuit

Mạch vi sóng bắt đầu với mạch vi sóng ba chiều được sử dụng vào những năm 1940. Nó bao gồm một đường dẫn sóng, một phần tử dẫn sóng, một khoang cộng hưởng và một ống vi sóng. Vào những năm 1960, một thế hệ mới của các thiết bị bán dẫn mạch tích hợp vi sóng, công nghệ lắng đọng màng mỏng và công nghệ in thạch bản đã xuất hiện. Do kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và dễ sử dụng, nó được sử dụng đầy đủ trong vũ khí, hàng không vũ trụ và vệ tinh.

Hai phương pháp truyền cơ bản thường được sử dụng trong mạch vi sóng, đó là ống dẫn sóng và chế độ TEM đồng trục. Ống dẫn sóng được đặc trưng bởi công suất cao và tổn thất thấp. Đặc điểm thứ hai dẫn đến sự xuất hiện của khoang cộng hưởng Q cao. Đồng trục có đặc tính băng thông rộng vốn có vì không có hiệu ứng phân tán. Ngoài ra, khái niệm trở kháng cũng có thể dễ dàng được giải thích trong cùng trục, giúp đơn giản hóa quá trình thiết kế của các thành phần. Hai cấu trúc truyền dẫn này đã phát triển thành các thành phần mạch vi sóng quan trọng và kết hợp cả hai có thể đạt được kết quả không mong muốn.

Mạch vi sóng sử dụng cấu trúc truyền dẫn ribbon. Hình thức tương tự như được sử dụng ngày nay. Nó bao gồm hai tấm điện môi với kim loại bên ngoài và một dây dẫn dải mỏng. Với sự ra đời của tấm ốp đồng, dải đã phát triển thành một quy trình chính xác có thể tính toán hiệu suất của nó trước thời hạn. Đặc điểm quan trọng nhất của cấu trúc truyền dẫn ribbon là trở kháng đặc trưng của nó được kiểm soát bởi chiều rộng của dây dẫn ribbon trung tâm. Các đặc tính hai chữ số của cấu trúc mạch ribbon cho phép kết nối nhiều thành phần mà không phá vỡ lớp che chắn dây dẫn bên ngoài, điều này cũng mang lại sự linh hoạt tuyệt vời cho các vị trí đầu vào và đầu ra. Do đặc tính ghép nối vốn có khi hai dây dẫn ribbon ở gần nhau, dây ruy băng rất thuận tiện để sử dụng trong các bộ ghép đường song song.

Từ năm 1974, công ty Plessey của Mỹ đã sử dụng GaAs FET làm thiết bị hoạt động và chất nền bán cách điện GaAs làm tàu sân bay để phát triển thành công bộ khuếch đại MMIC đầu tiên trên thế giới. Nó đã được sử dụng trong các ứng dụng quân sự (bao gồm vũ khí thông minh, radar, thông tin liên lạc và tác chiến điện tử, v.v.). Được thúc đẩy bởi MMIC, MMIC đã phát triển rất nhanh. Đó là sự ra đời của công nghệ GaAs và các đặc tính của vật liệu GaAs đã góp phần vào sự chuyển đổi từ mạch vi sóng sang mạch vi sóng nguyên khối (MMIC). So với mạch trộn vi sóng thế hệ thứ hai HMIC, MMIC có những ưu điểm như kích thước nhỏ, tuổi thọ cao, độ tin cậy cao, tiếng ồn thấp, tiêu thụ điện năng thấp và tần số giới hạn hoạt động. Vì vậy, nó đã nhận được sự chú ý rộng rãi.

Sự ra đời của mạch vi sóng nguyên khối đã cho phép thực hiện các mạch vi sóng khác nhau. Kết quả là, các thiết bị MMIC khác nhau đã đạt được sự phát triển chưa từng có như bộ khuếch đại công suất MMIC, bộ khuếch đại tiếng ồn thấp (LNA), bộ trộn, bộ biến tần trên, bộ dao động điều khiển áp suất (VCO), bộ lọc, v.v. lên đến mặt trước MMIC và toàn bộ hệ thống thu phát. Mạch tích hợp vi sóng một mảnh có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như radar mảng pha trạng thái rắn, thiết bị đối phó điện tử, tên lửa chiến thuật, thu vệ tinh truyền hình, thông tin vi sóng, máy tính siêu tốc và xử lý thông tin khối lượng lớn.

Với những cải tiến hơn nữa trong công nghệ MMIC và những tiến bộ trong công nghệ mạch tích hợp đa lớp, cấu trúc vi sóng đa lớp ba chiều sử dụng chất nền đa lớp để đạt được hầu hết các mạng kết nối thiết bị thụ động và chip ngày càng thu hút sự chú ý. Và công nghệ MCM (mô-đun đa chip), được xây dựng trên chất nền kết nối nhiều lớp, sẽ làm cho hệ thống sóng milimet vi sóng có kích thước nhỏ hơn.

Mạch vi sóng PCB

Xu hướng phát triển của mạch vi sóng

Công nghệ kết nối và sản xuất mạch vi sóng

Công nghệ vi sóng sử dụng tần số trên 1GHz và công nghệ kết nối và sản xuất mạch vi sóng đã phát triển nhanh chóng và được sử dụng rộng rãi. Trong các hệ thống thông tin hiện đại như radar, thiết bị dẫn đường và thông tin liên lạc và thiết bị điện tử quân sự, mạch vi sóng là "động mạch chủ" của thông tin tốc độ cao. Do đó, mạch vi sóng và công nghệ kết nối và sản xuất của nó là một công nghệ quan trọng trong việc phát triển và sản xuất hệ thống thông tin và thiết bị điện tử quân sự. Công nghệ kết nối và sản xuất mạch vi sóng bao gồm: vật liệu và công nghệ sản xuất chất nền mạch vi sóng, công nghệ thiết kế và sản xuất mạch vi sóng, công nghệ đóng gói và lắp ráp các thiết bị hoặc cụm vi sóng, công nghệ kết nối và gỡ lỗi các cụm hoặc hệ thống vi sóng. Nó liên quan đến một số ngành như vi điện tử, khoa học vật liệu, công nghệ ứng dụng máy tính, kỹ thuật cơ khí điện tử, v.v. Nó là một khoa học và công nghệ đa ngành, toàn diện. Nó có các đặc điểm như hàm lượng công nghệ cao, độ khó công nghệ cao, tốc độ phát triển nhanh, lĩnh vực ứng dụng rộng rãi và hiệu quả đáng kể trong hệ thống thông tin và thiết bị điện tử quân sự.

Với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ khoa học như vi điện tử, công nghệ linh kiện, khoa học vật liệu, thiết kế và sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính, các công nghệ mới liên tục xuất hiện để kết nối và sản xuất mạch vi sóng. Ví dụ, mạch tích hợp vi sóng đa lớp và mạch tích hợp vi sóng ba chiều (3DMMIC), mạch truyền dẫn tổn thất thấp và mạch vi băng màng che chắn (SMM), mô-đun vi sóng đa chip, mạch vi sóng, kết nối và sản xuất hệ thống vi cơ điện (MEMS), công nghệ PCB vi sóng nhựa mới, công nghệ phủ bảo vệ mạch vi sóng mới, cũng như công nghệ mô phỏng mạch ba chiều áp dụng cho thiết kế mạch vi sóng, CAD mạch vi sóng dựa trên phương pháp thông minh và công nghệ tối ưu hóa, v.v.

2. Cấu trúc khe băng photon cho mạch vi sóng

Năm 1987, Yablonovitch đề xuất cấu trúc khe băng phụ (PBG), ban đầu được áp dụng trong lĩnh vực quang học, đã thu hút sự chú ý rộng rãi trong những năm gần đây bằng cách giới thiệu băng tần vi sóng. Khi sóng điện từ truyền qua các vật liệu có cấu trúc định kỳ, chúng sẽ được điều chế để tạo ra khoảng cách dải photon. Không có trạng thái truyền khi tần số hoạt động của sóng điện từ rơi vào khe băng. Cấu trúc khoảng cách băng tần phụ, được áp dụng cho băng tần vi sóng, có thể ngăn chặn hoàn toàn sự lây lan của sóng điện từ trong một băng tần cụ thể. Đồng thời, cấu trúc khe hở dải photon cũng làm thay đổi hằng số truyền trong dải thông, một cấu trúc sóng chậm. Do các đặc tính trên của cấu trúc khe hở dải photon, nó được sử dụng rộng rãi trong điện trở dải, ức chế sóng hài thứ cấp cao, tăng hiệu quả, tăng băng thông và giảm kích thước. Cấu trúc khe băng photon có thể sử dụng kim loại, điện môi, sắt từ hoặc sắt điện được cấy vào vật liệu chất nền hoặc trực tiếp tạo thành sự sắp xếp định kỳ của các vật liệu khác nhau. Nhiều cấu trúc khe hở dải photon vi sóng đã được đề xuất trong và ngoài nước và hiện đang được phát triển từ cấu trúc ba chiều sang cấu trúc một chiều và hai chiều. Do dễ dàng thực hiện và tích hợp, nghiên cứu về cấu trúc khe băng photon đã phát triển sang lĩnh vực điện tử và truyền thông. Hiện nay, hình dạng đơn vị của cấu trúc khe hở photon, điều kiện định kỳ, sự kết hợp của các biến thể cấu trúc định kỳ khác nhau và sự phát triển của vật liệu là những điểm nóng nghiên cứu đáng quan tâm.

Subcrystalline là các tinh thể nhân tạo được hình thành thông qua sự sắp xếp định kỳ của một phương tiện trong một phương tiện khác. Đặc điểm cơ bản của tinh thể photon là chúng có khoảng cách dải photon. Sóng điện từ có tần số rơi vào khe băng bị cấm truyền đi. Các tính chất độc đáo của tinh thể photon được áp dụng đầu tiên trong lĩnh vực quang học và sau đó nhanh chóng mở rộng sang các lĩnh vực khác, và bây giờ chúng cũng được nghiên cứu và áp dụng trong dải vi sóng. Hiện nay, trong và ngoài nước đã đề xuất các loại cấu trúc khe hở quang tử vi sóng. Cấu trúc ban đầu của khoảng cách dải photon vi sóng bao gồm sự sắp xếp định kỳ của môi trường ba chiều. Do quá trình xử lý và phân tích các cấu trúc ba chiều rất phức tạp, việc nghiên cứu và sản xuất các cấu trúc khe hở của photon vi sóng rất tập trung. trên một cấu trúc phẳng. Sự xuất hiện của cấu trúc khe hở quang tử phẳng đã thay đổi các phương pháp thiết kế truyền thống và cung cấp những cách thức mới để thiết kế các mạch tích hợp cao, hiệu suất cao, mang lại một cuộc cách mạng trong ý tưởng thiết kế mạch tích hợp vi sóng. Do tính linh hoạt, dễ thực hiện và dễ tích hợp của các cấu trúc khe băng phẳng một chiều và hai chiều, chúng được sử dụng rộng rãi trong mạch vi sóng và mang lại sự phát triển nhanh chóng của mạch tích hợp vi sóng.

3. Công tắc MEMS cho mạch vi sóng

Theo định nghĩa mới nhất của MEMS, nó là một mảng thiết bị hoặc thiết bị thu nhỏ kết hợp các yếu tố điện và cơ khí và có thể được sản xuất hàng loạt bằng công nghệ IC. Mặc dù có nhiều điểm tương đồng giữa quy trình sản xuất IC truyền thống và quy trình sản xuất MEMS, trước đây là công nghệ phẳng và sau này là công nghệ ba chiều. Các kỹ thuật sản xuất MEMS được sử dụng rộng rãi hiện nay bao gồm: công nghệ vi gia công cơ thể, công nghệ vi gia công bề mặt, công nghệ vi gia công liên kết và công nghệ LIGA (công nghệ đúc điện quang khắc).

Công tắc là một yếu tố quan trọng trong việc chuyển đổi tín hiệu vi sóng. So với công tắc diode p2i2n truyền thống và công tắc FET, công tắc RFMEMS hiện tại có đặc tính vi sóng vượt trội và lợi thế vốn có như trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ và tiêu thụ điện năng thấp. Với sự phát triển của công nghệ sản xuất MEMS và lý thuyết quy trình, công tắc RFMEMS chắc chắn sẽ đạt được sự phát triển lớn hơn trong hệ thống vi sóng sau khi khắc phục những thiếu sót như tuổi thọ làm việc ngắn và tốc độ chuyển đổi thấp của công tắc MEMS. Hiện tại, các công tắc RFEMS đã được áp dụng trong các mạch phía trước, nhóm bình chứa điện kỹ thuật số và mạng pha của một số hệ thống vi sóng.

4. Thành phần tập trung của mạch vi sóng

Một xu hướng khác trong các mạch vi băng là sử dụng các thành phần tổng hợp. Trong quá khứ, chúng không thể được sử dụng cho tần số vi sóng vì kích thước của các bộ tổng hợp tương đương với bước sóng vi sóng. Với sự phát triển của công nghệ in thạch bản và phim, kích thước của bộ tổng hợp (tụ điện, cuộn cảm, v.v.) đã giảm đáng kể để J-band có thể được sử dụng mọi lúc. Lắp ráp các thành phần tổng hợp với các thiết bị bán dẫn dưới dạng chip trên chất nền điện môi là một cách tiếp cận hoàn toàn mới đối với mạch tích hợp vi sóng. Ngoài việc giảm kích thước, một lợi thế khác của thành phần tổng hợp là một số kỹ thuật và tối ưu hóa rất hữu ích trong mạch tần số thấp hiện có thể được sử dụng trực tiếp trong lĩnh vực vi sóng.

5. 2D phẳng mạch vi sóng

Ngoài các yếu tố tổng hợp và các yếu tố đường truyền một chiều, một số người đã đề xuất các yếu tố mặt phẳng hai chiều để sử dụng trong mạch vi sóng. Các thành phần này tương thích với ribbon và microband, cung cấp một giải pháp thay thế rất hữu ích cho việc thiết kế mạch vi sóng.

Hiện nay, có ba phương pháp chính để đạt được mạch phẳng hai chiều: cấu trúc ba phần tử, cấu trúc mở và cấu trúc khoang. So với mạch ribbon, nó có ưu điểm là độ tự do lớn và điện trở đầu vào thấp. So với mạch dẫn sóng, nó dễ phân tích và thiết kế hơn. Với sức mạnh tính toán mạnh mẽ của máy tính tốc độ cao, nó có thể xử lý bất kỳ hình dạng nào theo yêu cầu. Các mạch phẳng đã được phân tích, cải thiện đáng kể hiệu quả làm việc. Tin rằng trong tương lai gần, ứng dụng của nó sẽ ngày càng rộng rãi.

6. MIC thế hệ mới

MIC thế hệ mới có thể là mạch tích hợp vi sóng nguyên khối trên chất nền bán dẫn. Các chất nền bán dẫn được sử dụng là silicon điện trở suất cao, gallium arsenide điện trở suất cao và silicon điện trở suất thấp với lớp silicon dioxide. Có hai vấn đề kỹ thuật. Một là các thiết bị bán dẫn vi sóng khác nhau được sử dụng trong đó không có phương pháp sản xuất chung, hai là các thành phần phân tán thụ động (phân đoạn đường truyền) cần một diện tích lớn chất nền. Tuy nhiên, các xu hướng gần đây cho thấy quá trình GaAs là chìa khóa cho các mạch tích hợp vi sóng monochip. Trong các bộ khuếch đại tương tự với băng thông gigahertz và mạch tích hợp kỹ thuật số với tốc độ gigabit, bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn kim loại gallium arsenide (MESFET) sẽ chiếm ưu thế. Cho dù đó là loại mạch tích hợp vi sóng hybrid hoặc monochip, lợi thế của nó về cơ bản giống như mạch tích hợp tần số thấp, tức là độ tin cậy cao của hệ thống, khối lượng và trọng lượng nhẹ. Điều này cuối cùng sẽ dẫn đến chi phí thấp hơn trong các tình huống đòi hỏi một lượng lớn các thành phần được tiêu chuẩn hóa. Giống như các mạch tích hợp tần số thấp, MIC có tiềm năng lớn để mở rộng thị trường hiện tại và mở ra nhiều ứng dụng mới, bao gồm một số lượng lớn các dự án dân dụng.

Các mạch vi sóng đang phát triển với tốc độ chưa từng có. Với sự phổ biến của các mạch tích hợp khác nhau, sự phát triển của mạch vi sóng chắc chắn sẽ có một tương lai tươi sáng. Công ty mạch iPCB chuyên sản xuất mạch vi sóng PCB. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, vui lòng tham khảo ý kiến của iPCB.