空中通信节点技术是现代先进飞行器和多军种联合作战中重要的支撑技术之一,其性能的先进程度直接影响着飞行器的综合性能。在当今紧张的国际局势下,必须使先进飞行器实现轻型化。轻型化的目的在于提高飞行器的速度,减小推动力,减小飞行器的制造成本,提高其综合性能等。而通信节点作为飞行器必不可小的关键部件,实施天线的轻型化就是促进飞行器轻型化的主要途径。美国在空中通信节点技术上处于领先地位,正在实现空中通信节点设备由单一功能向多功能方向发展。国内在轻型空中通信节点技术方面的研究主要集中在电路系统的轻型化方面,而电子科技大学微系统设计与制造实验室致力于对通信节点设备结构本身的轻型化研究,先后研制出基于MEMS高阻硅基底L/C/X微带阵列天线。具有体积小、重量轻、剖面低、易与载体共形、与集成电路兼容性好等优点的微带天线是实现轻型空中通信节点技术的基础。在不增加天线尺寸的前提下,双频段天线能同时工作在两个不同的频段上,天线发送和接收信号时分别使用独立的频段,不仅保证了收发信号的相互隔离,而且它还具有空间、重量和费用上的多重优势。用微机电系统(Micro Electromechanical System)技术来制作天线等射频器件,是一个很有潜力的发展方向。MEMS技术结合微电子技术和精密加工技术,使天线在几何尺寸、功能、物理性能、价格等许多方面具有一般传统器件所无法比拟的优越性。基于硅基底的MEMS双频微带天线适合于空中通信节点技术,并且易于组成阵列,能很好地提高天线的输出功率和增益。本文来源于总装备部“十一五”军事预研项目“轻型空中通信节点技术”,主要内容是基于MEMS高阻硅基底的C/X双频段阵列式微带天线研究:在硅基底上刻蚀空腔,减小了硅基底的损耗,降低了天线尺寸和重量。采用了HFSS结合ADS设计了C/X双频段各自的阻抗匹配网络,阻抗匹配良好。天线的高阻硅基底有利于集成RF-MEMS开关等射频元件,连接多个单频段天线子系统实现多频段天线系统。由于采用MEMS工艺,该天线阵列制造精度高,利于进行批量生产,可以与IC或MMIC电路进一步集成。最终,双频段二元天线阵列具有高增益、高功率、小型化、轻型化、多频化和集成化的特点,符合了轻型空中通信系统的设计要求。