Ka波段頻率合成器LTCC技術(shù)研究.pdf

1、低溫共燒陶瓷(Low-TemperatureCo-firedCeramic，LTCC)技術(shù)是共燒陶瓷多芯片組件(MCM-C)中的一種高集成度多層布線封裝技術(shù)。其三維立體結(jié)構(gòu)給傳統(tǒng)的微波毫米波電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)引入了靈活的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式，所以進(jìn)行本課題的研究就非常有實(shí)際意義。本文分析并研究了采用LTCC技術(shù)實(shí)現(xiàn)毫米波電路的理論和設(shè)計(jì)。 本文首先論述了毫米波及其特點(diǎn)，毫米波集成電路及其發(fā)展趨勢(shì)，介紹了國(guó)內(nèi)外LTCC頻率合成器的發(fā)展動(dòng)態(tài)。針

2、對(duì)課題各項(xiàng)指標(biāo)的要求，通過(guò)建立鎖相環(huán)路的相位噪聲模型，分析了輸出信號(hào)相位噪聲與環(huán)路結(jié)構(gòu)及環(huán)路內(nèi)各器件噪聲特性的關(guān)系，確定了鎖相十混頻+倍頻的方案，并進(jìn)行了方案指標(biāo)的分配及指標(biāo)核算。然后分析了LTCC技術(shù)的工藝流程及特點(diǎn)，以及LTCC技術(shù)的自身優(yōu)勢(shì)與不足之處，從工藝角度為利用LTCC技術(shù)實(shí)現(xiàn)毫米波電路的設(shè)計(jì)與制作打下了基礎(chǔ)。 基于對(duì)LTCC工藝的掌握，對(duì)本課題所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中必須攻克的LTCC技術(shù)與頻率合成電路相結(jié)合的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了

3、一系列研究和分析，其中包括微波毫米波層間互連結(jié)構(gòu)、信號(hào)隔離與屏蔽、微波倍頻鏈中埋置型帶通濾波器、毫米波倍頻鏈中介質(zhì)集成波導(dǎo)(SIW)濾波器的研究。提出了一種結(jié)構(gòu)新穎的LTCC埋置型折疊SIR濾波器和蝌蚪型SIR濾波器，實(shí)現(xiàn)了微波帶通濾波器的小型化和寬的帶外抑制能力，實(shí)測(cè)結(jié)果都符合設(shè)計(jì)初衷。提出了一種采用SIW結(jié)構(gòu)的微波毫米波折疊濾波器結(jié)構(gòu)，在LTCC多層基板上設(shè)計(jì)了一種新穎的小型化毫米波SIFW帶通濾波器，與SIW濾波器相比體積減小一半

4、。 在技術(shù)難點(diǎn)攻克的基礎(chǔ)之上，本文進(jìn)而對(duì)Ka波段頻率合成器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、整體LTCC多層布局、布線進(jìn)行了研究分析，最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)(包括鎖相環(huán)路、微波倍頻鏈、毫米波倍頻鏈)分模塊加工并調(diào)試，成功實(shí)現(xiàn)了輸出頻率為34.8GHz～35.2GHz，步進(jìn)40MHz的Ka波段頻率合成器。在整個(gè)輸出頻率范圍內(nèi)，相位噪聲指標(biāo)優(yōu)于-83dBc/Hz@1kHz、-81dBc/Hz@10kHz、-90dBc/Hz@100OkHz；跳頻時(shí)間小于15μs；