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TechnicalFeature 技术特写

别保证方位角和俯仰角的±45度和±10 于提高稳健性，但滤波器谐振器的设计
度扫描。演示天线是一个8×8阵列，虽 至关重要。满足这些要求的设计在x、y
然尺寸较小，但我们足以在不增加系统 和z中小于约λ/2。
复杂度下，表征系统并扩展到更大的尺 对于演示天线阵列，滤波器设计是
寸。由于子阵列的存在，系统共有16个 具有1.2 GHz带宽（20 dB回波损耗）的 计量级别usb矢网的创始者
馈电端口。系统使用SiGe前端芯片，根 三阶切比雪夫，中心频率为28 GHz。测
据典型的SiGe RFIC性能，可提供44dBm 量到的两个滤波器的性能如图6所示。与
的EIRP。 具有几dB损耗的微带滤波器相比，插入 EXTEND YOUR REACH 始于2011年
如图4所示，演示样机主要是由多 损耗仅为0.4 dB。
层金属组件组成的。带有源器件的PCB
板被隔离在前侧的屏蔽层和后侧的冷却 天线 PATENTED
层之间。屏蔽层可以提高隔离并抑制腔 演示天线是一个8×8缝隙阵列，由 US PATENT
图9：模拟波束成形控制板。 2011 世界上第一款计量级别的usb矢量网络分析仪
体模式的产生，冷却层传导电磁波到天 4行8列的4缝隙子阵单元组成（图7）。 9,291,657
线，两层都是热处理的关键。RF信号从 计具有较高的稳健性。 由于子阵列是周期性的，天线可以在水 P A T E N T E D
PCB板经滤波器、具有子阵馈电结构和 平和垂直方向上进行扩展。λ/2间距和垂
专用滤波器的低损耗功分网络，最后到 滤波 直分组使得能够在没有栅瓣的情况下获 2012 不需要测试电缆的单端口矢网
达最前侧的缝隙辐射层。 我们需要射频滤波器来保护敏 得超过45度的方位角扫描和高达10度的
感业务，例如被动地球探测卫星服务 仰角扫描。演示天线是单极化结构。垂
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转换 （EESS） 。EESS频段扩展到24 GHz， 直和水平双极化版本的天线已经开发和
Gapwaves波导技术的一个主要优势 5G n258频段的低端从24.25 GHz开始， 测试，本文仅介绍单极化天线的结果。 2013 直接接入接收机型号的usb矢网
是其低损耗互连特性，通常比同等PCB 频率裕度仅为1%。满足发射限制需要陡 子阵列是端馈谐振的串联型波导
解决方案好10倍以上。一旦产生RF信 峭的滤波器抑制或昂贵的保护带。虽然 缝隙天线。天线覆盖的频段约为26.5至
号，我们非常希望从承载数字和低频信 可以应用多种滤波器技术，但它们会引 31 GHz，相对带宽大于15%。测量和仿
号的PCB过渡到波导，执行高频功能， 入相当大的损耗、占用稀缺的PCB面积 真的阵列方向图显示出非常好的一致性 2014 便携式usb矢网
例如波导中的滤波和传导。PCB和波导 并导致复杂的布线。 （图8），俯仰角方向图中没有凹陷。天
之间的过渡应保证低损耗、可靠且无接 Gapwaves波导技术可将波导滤波 线的总增益为24 dBi，每个通道每个子
触的接口。 器集成在天线中，提供卓越的性能并消 阵列为12 dBi。嵌入式匹配优于20 dB，
虽然我们已经设计、加工了各种 除复杂性。虽然波导滤波器是众所周 隔离优于16 dB，所有扫描角度下有源匹 2015 拥有135dB动态范围的20GHz usb矢网
过渡结构，但本文采用的是贯穿基板的 知的并且用于高性能应用，但滤波器 配优于10 dB。 10us每点的测量速度
配置。这允许将背面的部件定位成与散 的数量和密度对于间隙波导设计提出
热器直接接触。由于信号从微带线垂直 了挑战。受天线元件间距限制，实现约 热处理
穿过基板，因此根据PCB叠层设计了不 为0.5λ×2λ的滤波器区域是极具挑战性 热处理在毫米波频率下具有挑战
同的转换版本。采用双层10 mil Rogers 的，因为该区域包括子阵列之间的分隔 性，其中许多密集组件在有限的区域内产 2016 配合9GHz usb矢网的频率扩展系统（至110GHz）
RO4350电路板的单次转换在20%带宽内 壁或引脚以及层之间的过渡。由于阵列 生大量的热量。高热处理对于确保半导体
测得的插入损耗为0.2 dB，回波损耗为 将包含数十到数百个滤波器，这些滤波 和其他元件在规定的工作温度范围内工作
20 dB。图5显示了具有10 cm波导线截面 器必须在没有调谐的情况下组装起来， 至关重要，从而确保系统的稳健性和最佳
的四层板的背靠背测量结果。公差分析 因此该设计必须在加工和组装过程中非 性能。例如，用于毫米波双极化阵列的 2017 18GHz的单端口矢网
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和重复测量表明，在装配误差影响下设 常稳健。虽然间隙波导的引脚结构有助 SiGe IC解决方案可消耗几W/m 。由于对

–45 +45 –10 +10
50 50
用于5G应用的18GHz-54GHz频率扩展头
2018 到6GHz的便携式材料测量方案
40 40 用于Linux系统的矢网软件诞生

EIRP (dBm) 30 EIRP (dBm) 30 2019 更多的经济型计量级别usb网分:

最新的18GHz M系列经济型网分
Linux是Linus Torvalds在美国和其他国家的注册商标
20 20
更多请参考 cpmt.link/2BA2EpZ

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–80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 –60 –40 –20 0 20 40 60 中国（含香港地区）代理商：南京舜特科通信技术有限公司,
Angle (°) Angle (°)
(a) (b) 025-52635773 / 025-52632557
图10：模拟波束扫描结果：（a）方位角（b）俯仰角。
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