LTCC毫米波集成傳輸線的過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。采用LTCC技術(shù)可實現(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線等的混合多層設(shè)計，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，傳輸線及其互連過渡歷來都是制約毫米波集成技術(shù)發(fā)展的一個重

2、要因素，其傳輸線的特性和電磁場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系統(tǒng)的RF性能。所以對LTCC毫米波傳輸線的傳播性能和過渡結(jié)構(gòu)的研究將有著重要的實際意義。 本論文將圍繞LTCC毫米波集成傳輸線的互連過渡包括垂直過渡和同層過渡以及對傳輸電路有重大影響的電磁場寄生模式展開研究。首先，主要針對毫米波段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渡結(jié)構(gòu)模型，并系統(tǒng)地分析了金屬通孔對改善過渡的傳輸性能和抑制寄生的效用，仿真和實測結(jié)果驗證了模型的可行性，為全Ka波段的寬頻帶范圍的LTCC電路應(yīng)用提供了設(shè)計數(shù)據(jù)和參考模型。 本論文對LTCC結(jié)構(gòu)中的電磁場寄生模式進(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型，并對各種電磁場寄生模式進(jìn)行了系統(tǒng)而詳細(xì)地論述和分析。運用相關(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)的寄生模式的類型、機(jī)理及傳播特性，并探討了寄生模式對電路的影響和抑制的方法。通過三維電磁場仿真軟件HFSS建立了具體的分析模型，將問題具體化，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)，并驗證了模型的可行性。這些結(jié)構(gòu)可運用于實際的LTCC電路中，改善毫米波集成電路的RF性能