LTCC微波組件互聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)串?dāng)_的影響及抑制措施研究.pdf

1、LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic低溫共燒陶瓷）微波組件具有集成度高、功耗低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、雷達(dá)等無(wú)線通信領(lǐng)域。但隨著工作頻率和電路密度的不斷提高，LTCC微波組件的互聯(lián)結(jié)構(gòu)不連續(xù)性引起反射、串?dāng)_以及損耗等問(wèn)題從而使傳輸過(guò)程中信號(hào)損失嚴(yán)重，尤其串?dāng)_對(duì)信號(hào)在互聯(lián)結(jié)構(gòu)傳輸時(shí)性能的影響不容忽略。因此研究互聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)串?dāng)_的影響規(guī)律以及如何抑制串?dāng)_從而提高信號(hào)傳輸性能將有著重要意義。本文基于

2、傳輸線理論、微波網(wǎng)絡(luò)理論、模糊匹配法等理論，在微波頻段內(nèi)（1-12.8GHz），研究LTCC組件中CGA（Column Grid Array圓柱柵陣列）-垂直通孔的互聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)串?dāng)_的影響以及抑制串?dāng)_措施。主要工作如下：
　　首先，根據(jù)信號(hào)完整性等理論選擇了對(duì)串?dāng)_影響較大的地層反焊盤(pán)半徑、CGA焊柱的半徑、參考平面的距離以及路徑間距等結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用Ansoft HFSS仿真軟件建立CGA-垂直通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)仿真模型，在1-12.8GHz

3、頻率范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行串?dāng)_仿真，通過(guò)整理和分析仿真獲得的遠(yuǎn)端串?dāng)_數(shù)據(jù)，研究了上述互聯(lián)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)遠(yuǎn)端串?dāng)_的影響規(guī)律。研究表明：在1-12.8GHz頻率范圍內(nèi)，隨著頻率以及參考平面的距離的增大、路徑間距的減少，互聯(lián)結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端串?dāng)_逐漸增大，越來(lái)越不利于信號(hào)傳輸；在1-6GHz頻率范圍內(nèi)改變反焊盤(pán)半徑或者改變CGA焊柱半徑對(duì)互聯(lián)結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端串?dāng)_影響甚微，在6-12.8GHz頻率范圍內(nèi)，保證機(jī)械性能和工藝允許條件下，增加反焊盤(pán)半徑、減小CGA焊柱半徑，

4、互聯(lián)結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端串?dāng)_逐漸減小，越來(lái)越有利于信號(hào)傳輸。
　　然后，依據(jù)典型?型等效電路，引用平行板阻抗描述內(nèi)部通孔對(duì)信號(hào)的影響，針對(duì)CGA-垂直通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)（含四層電路板）建立等效電路模型，通過(guò)相關(guān)公式計(jì)算等效電路模型中RLC參數(shù)值。在ADS中建立等效電路模型并進(jìn)行電路仿真，獲得的遠(yuǎn)端串?dāng)_參數(shù)與第三章Ansoft HFSS仿真結(jié)果相互對(duì)比。研究表明：在1-10GHz頻率范圍內(nèi)，兩者遠(yuǎn)端串?dāng)_參數(shù)相對(duì)誤差大約為6.37%，說(shuō)明利用該等效電

5、路模型計(jì)算CGA-垂直通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)串?dāng)_參數(shù)是可靠的，也為改善互聯(lián)結(jié)構(gòu)的串?dāng)_提供了思路。
　　最后，基于模式匹配法等理論，提出抑制CGA-垂直通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)的串?dāng)_措施。通過(guò)Ansoft HFSS仿真軟件對(duì)其建立相關(guān)仿真模型以及串?dāng)_仿真，討論了抑制串?dāng)_措施的效果。研究表明：在1-12.8GHz頻率范圍內(nèi)，在一定區(qū)域內(nèi)加入金屬通孔柵陣列（陣列3*3，半徑為0.05mm）、接地焊柱（個(gè)數(shù)9，半徑為0.05mm）和RSR（Rectangula

6、r Shape Resonator矩形諧振器）結(jié)構(gòu)防護(hù)線（金屬片個(gè)數(shù)8，長(zhǎng)度0.5mm，寬度0.2mm），其遠(yuǎn)端串?dāng)_大約獲得13dB抑制。從機(jī)械加工的角度考慮，對(duì)已采用抑制措施進(jìn)行改善，當(dāng)統(tǒng)一減少金屬通孔柵和接地焊柱個(gè)數(shù)為1、增加金屬通孔柵半徑和接地焊柱半徑為0.15mm，其遠(yuǎn)端串?dāng)_大約得到11dB抑制。為使研究具有更好的借鑒意義，研究了RSR結(jié)構(gòu)防護(hù)線中金屬貼片的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)互聯(lián)結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端串?dāng)_的影響。研究表明：在一定頻率范圍內(nèi)，通過(guò)改變