In this paper, we have proposed an extremely-small, low-cost and high reliability 3-dimensional micro-system which is composed of radio frequency (RF) components. The microwave monolithic integrated circuits of the T/R module are mounted onto a silicon substrate which is fabricated by MEMS technology. Some passive components, such as filters, attenuators and transmission lines, are embedded in the silicon substrate. The full T/R module consists of a low noise amplifier, two driver amplifiers, a limiter, two attenuators, two switches and a MEMS filter. The maximum of the measured noise figure of the T/R module is 3.5dB. The measured Tx and Rx gain are 35dB and 25dB respectively, and the output power at 1-dB gain compression point is 25dBm. By comparing with the samples obtained by the Surface Mount Technology (SMT) process, the volume is only half of the similar products, while the performance is basically the same, which verifies the feasibility of the technical approach

چکیده

ما در این مقاله یک میکروسیستم 3 بعدی بسیار کوچک، کم هزینه و با قابلیت اطمینان بالایی را مطرح کرده ­ایم که ترکیبی از اجزای فرکانس رادیویی (RF) می­باشد. مدار­های مجتمع یکپارچه مایکروویو در ماژول T/R بر روی یک لایه سیلیکون سوار شده­ اند که توسط تکنولوژی MEMS تولید می­ شوند. برخی اجزای غیر فعال از جمله فیلتر­ها، تضعیف کننده­ ها و خطوط انتقال در لایه سیلیکون جای گرفته­ اند. ماژول تمام T/R شامل یک تقویت کننده با نویز پایین، دو تقویت­ کننده درایور، یک محدودکننده، دو تضعیف کننده، دو سوییچ و یک فیلتر MEMS می­ باشد. بیشتر مقدار نویز اندازه­ گیری شده در ماژول T/R 3.5 دسی­بل است. گین Tx و Rx اندازه­گیری شده به ترتیب 35 دسی­بل و 25 دسی­بل است و توان خروجی در نقطه فشردگی گین 1-dB 25 dBm می­ باشد. با مقایسه نمونه­ های بدست آمده از طریق روش Surface Mount Technology (SMT)، این محصول تنها به اندازه نصف محصولات مشابه است، در حالی که کارایی آنها یکی است. این امر بیانگر امکان پذیری راه­کار تکنیکی مطرح شده است.

1-مقدمه

ماژول RF TF یکی از اجزای اصلی رادار آرایه فازی فعال است که بیشتر جهت انجام عملیات انتقال و دریافت سیگنال­ های فرکانس رادیویی استفاده می ­شود. امروزه اکثر سیستم­ های RF TR توسط روش SMT انجام می­ شوند، در حالی که چگالی یکپارچگی ساختار بطور نسبی پایین و ثبات ضعیف است. به منظور کاهش بیشتر حجم سیستم ­های TR و بهبود کارایی پردازش، توسعه تکنولوژی جدید کمک بسزایی در تولید سیستم TR با اندازه بسیار کوچک می­ کند. منظور از یکپارچگی سه بعدی، استفاده از چندین تراشه یا ماژول بصورت پشته عمودی است. این راه­کار قادر به یکپارچه­ سازی دستگاه ­ها و تکنولوژی­ های مختلف به شکل یک محصول الکترونیکی تطبیق­ پذیر با یکپارچگی بالا می­ باشد...