Principalele rezultate obtinute in 2012
Masuratorile proprietatilor de material in spatiul liber pot sa fie realizate prin metode de transmisie sau reflexie, cu fascicol de microunde focalizat sau nefocalizat. Primele masuratori au fost efectuate cu un sistem de masura calibrat pentru masuratori "on wafer" cu standarde pentru ghid de unda coplanar, nu pentru ghid de unda dreptunghiular sau pentru spatiu liber. Antenele horn utilizate radiaza un fascicol de unde electromagnetice nefocalizat. Testarile au fost efectuate cu sistemul din Fig.1 (a) pentru masuratori prin reflexie si cu configuratia din Fig.1 (b) pentru masuratori prin transmisie. Au fost procurati absorbanti pentru banda W si este în dezvoltare un standard de calibrare de tip Thru (Fig.2 (a)) – Reflect (Fig.2 (b)) – Match (Fig.2 (c)).
Fig. 1. (a) Sistem de masura a parametrilor de material prin reflexie (b) Sistem de masura a parametrilor de material prin transmisie
Fig. 2. Standardul de calibrare pentru masuratori de material in spatiul liber (a) Thru(b) Reflect (c) Match
S-au dezvoltat tehnologiile de microprelucrare a siliciului de inalta rezistivitate pentru fabricarea de membrane dielectrice subtiri. In cazul straturilor dielectrice au fost alese doua material usor de obtinut in tehnologia siliciului: oxidul de siliciu crescut termic si nitrura de siliciu. Grosimile celor doua straturi se aleg astfel incat sa se asigure compensarea stresului si o buna stabilitate mecanica si planeitate a straturilor metalice care urmeaza sa fie realizate pe membrane. Exista doua tehnologii de baza de microprelucrare a siliciului: corodare umeda anizotropa (Fig.3 (a)) si corodare uscata cu ioni reactivi (Fig.3 (b)). Rezultatele experimentelor din aceasta etapa sunt prezentate in Fig.4 (pe membranele dielectrice nu au fost definite straturile metalice) si se observa un randament bun de fabricatie.
b
a
Fig.3 (a) Corodare umeda anizotropa (b) corodare cu ioni rectivi;
Fig.4 Corodare cu ioni reactivi a plachetei de siliciu (vedere spate)
Au fost modelate si proiectate matrici antene de tip slot dublu foldat cu 2 si 3 elemente radiante pentru frecventele 94 GHz si 140 GHz. Fig.5 (a) prezinta layoutul general al matricei de antene 2x1, iar Fig.5 (b) adaptarea antenei proiectata pentru functionarea in banda de 94 GHz, in absenta si in prezenta unui plan reflector.
a
b
Fig 5. (a) Layoutul matricei de antene 2x1; (b) parametrul de reflexie pentru matricea de antene 2x1, la 94 GHz;
Fig.6 (a) prezinta layoutul general al matricei de antene 3x1, iar Fig.6 (b) adaptarea antenei proiectata pentru functionarea in banda de 94 GHz, in absenta si in prezenta unui plan reflector.
a
b
Fig.6 (a) Layoutul matricei de antene 3x1; (b) parametrul de reflexie pentru matricea de antene 3x1;
In cadrul acestei etapei au fost investigate si structuri de antene in tehnologie de ghid de unda integrat in substrat (SIW). Pentru acestea s-a considerat tehnologia ceramica multistrat LTCC (Low-Temperature Cofired Ceramic). In Fig.7 (a) si (b) se prezinta vederi 3D ale structurii de antena pentru 35 GHz, proiectata pentru 6 straturi ceramice. Fig. 7 (c) prezinta pierderile de reflexie la nivelul portului de alimentare, iar Fig.7 (d), caracteristica de radiatie 3D.
a
b
c
d
Fig.7 Structura de antena SIW de 35 GHz in tehnologie LTCC: (a) vedere 3D frontala; (b) vedere 3D din spate; (c) parametru |S11|; (d) caracteristica de radiatie 3D
In cazul frecventei de functionare de 94 GHz, vederea 3D frontala este prezentata in Fig.8 (a). Pierderile de reflexie (Fig.8 (b)) indica o banda de functionare de circa 10% la o directivitate maxima de 7 dBi (Fig.8 (c)).
a
b
c
Fig.8 Structura de antenna SIW de 94 GHz in tehnologie LTCC: (a) vedere 3D frontala; (b) parametru |S11|; (c) caracteristica de radiatie 3D