LTCC毫米波集成傳輸線的過(guò)渡及寄生模式的分析與建模.pdf

1、隨著毫米波技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)毫米波設(shè)備和產(chǎn)品的小型化、低成本、可靠性和批量生產(chǎn)性的要求與日俱增，而LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低溫共燒陶瓷)技術(shù)正有著這方面的優(yōu)勢(shì)。采用LTCC技術(shù)可實(shí)現(xiàn)微帶線、帶狀線、共面波導(dǎo)等微波毫米波傳輸線和直流信號(hào)線等的混合多層設(shè)計(jì)，可以大大提高毫米波組件的密度。而在毫米波集成電路中，尤其是LTCC多層結(jié)構(gòu)中，傳輸線及其互連過(guò)渡歷來(lái)都是制約毫米波集成技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重

2、要因素，其傳輸線的特性和電磁場(chǎng)傳輸性能將直接影響到LTCC中其它元件、電路及組件乃至整個(gè)系統(tǒng)的RF性能。所以對(duì)LTCC毫米波傳輸線的傳播性能和過(guò)渡結(jié)構(gòu)的研究將有著重要的實(shí)際意義。 本論文將圍繞LTCC毫米波集成傳輸線的互連過(guò)渡包括垂直過(guò)渡和同層過(guò)渡以及對(duì)傳輸電路有重大影響的電磁場(chǎng)寄生模式展開(kāi)研究。首先，主要針對(duì)毫米波段LTCC多層介質(zhì)基板結(jié)構(gòu)中最常用的微帶線、帶狀線及共面波導(dǎo)之間的各種互連過(guò)渡結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和仿真分析，構(gòu)建了微帶到

3、帶狀線、微帶到共面波導(dǎo)、帶狀線到共面波導(dǎo)、共面波導(dǎo)到共面波導(dǎo)等七種垂直和同層的過(guò)渡結(jié)構(gòu)模型，并系統(tǒng)地分析了金屬通孔對(duì)改善過(guò)渡的傳輸性能和抑制寄生的效用，仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了模型的可行性，為全Ka波段的寬頻帶范圍的LTCC電路應(yīng)用提供了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和參考模型。 本論文對(duì)LTCC結(jié)構(gòu)中的電磁場(chǎng)寄生模式進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，提出了寄生模式的概念，歸納了各種寄生模式的類(lèi)型，并對(duì)各種電磁場(chǎng)寄生模式進(jìn)行了系統(tǒng)而詳細(xì)地論述和分析。運(yùn)用相關(guān)理論和公式推

4、導(dǎo)了由于傳輸電路結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性激發(fā)的寄生模式的類(lèi)型、機(jī)理及傳播特性，并探討了寄生模式對(duì)電路的影響和抑制的方法。通過(guò)三維電磁場(chǎng)仿真軟件HFSS建立了具體的分析模型，將問(wèn)題具體化，著重分析了寄生表面波模式和平行板波導(dǎo)模式。利用軟件強(qiáng)大的建模功能和數(shù)據(jù)功能，提取參數(shù)并繪制了場(chǎng)圖，定性、定量地分析了寄生模式的傳播特性及其影響。探討出了相應(yīng)的寄生模式抑制結(jié)構(gòu)，并驗(yàn)證了模型的可行性。這些結(jié)構(gòu)可運(yùn)用于實(shí)際的LTCC電路中，改善毫米波集成電路的RF性能