半模基片集成波导在高速互连中的应用

摘要

随着数字技术的快速发展，数字信号的工作频率已经达到微波频段，一根或一对互连线上传输的数据速率可达10Gbps以上。可以预见，在不久的将来，数据传输速率可以达到几十Gbps以上。而CPU时钟频率也达到了微波波段，超过了3GHz。在高速互连系统中传统采用的互连线一般是微带线、带状线、耦合微带线或耦合带状线。作为TEM波或者准TEM波传输线，它们的优点是频带宽、覆盖了从直流到高频段很宽的频谱，缺点是在高频段传输损耗较大。另外，随着片上系统(SOC)的发展，互连系统的集成度越来越高，电路元件的尺寸越来越小，排列组合也越来越密集。这时，传统互连线将存在严重的相互耦合串扰的问题，从而影响到信号的完整性(SI)，严重情况可使信号发生畸变，无法实现正常的传输。 由此有学者产生了采用基于波导结构实现高速互连的想法，如EBG结构的互连线和基片集成波导(SIW)互连线的概念。本文主要研究基于半模基片集成波导(HMSIW)的高速互连线。在继承了SIW优点的同时，HMSIW在横向尺寸上比SIW减少了约一半，因此可有效提高集成度。在密集型系统中，与微带线等传统互连线相比，在避免串扰方面有更大的优势。 本文第二章分析了SIW作为高速互连线的传输特性，主要包括单根直SIW互连线特性分析，单根弯曲SIW，多根并联SIW互连线的传输特性、串扰分析。 第三章在SIW互连线的基础上研究了HMSIW互连线的可行性。主要包括单根直HMSIW互连线、单根弯曲HMSIW互连线、多根并联HMSIW互连线的特性分析。 第四章分别分析了微带线间的串扰和多条HMSIW互连线并联时的串扰问题，并对两者的串扰性能进行了对比，以展示HMSIW互连结构在避免串扰方面的优越性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2本文研究工作

第二章基片集成波导在高速互连中的应用

2.1基片集成波导技术回顾

2.1.1基片集成波导优点

2.1.2基片集成波导结构模型及主模电场分布

2.2基片集成波导在高速互连中的应用

2.2.1单根直的基片集成波导的互连特性

2.2.2 90度弯角的基片集成波导互连结构

2.2.3双根并联的基片集成波导互连结构

2.3小结

第三章半模基片集成波导在高速互连中的应用

3.1半模基片集成波导技术

3.2半模基片集成波导在高速互连中的应用

3.2.1半模基片集成波导互连结构-微带线的转换器设计

3.2.2单根直的半模基片集成波导的互连结构

3.2.3 90度弧形弯角的半模基片集成波导的互连结构

3.2.4 90度直角型弯角的半模基片集成波导的互连结构

3.2.5 45度弯角的半模基片集成波导的互连结构

3.2.6 180度弯角的半模基片集成波导的互连结构

3.2.7并联半模基片集成波导互连结构

3.2.8具有公共边的并联半模基片集成波导互连结构

3.2.8并联弯角型半模基片集成波导互连结构

3.3本章小结

第四章半模基片集成波导互连结构与微带线串扰对比

4.1微带线串扰分析

4.1.1两根并联微带线串扰分析

4.1.2三根并联微带线串扰分析

4.2并联半模基片集成波导互连结构串扰分析

4.2.1两根具有公共边的并联半模基片集成波导互连结构串扰分析

4.2.2三根并联的半模基片集成波导互连结构串扰分析

4.4微带线与半模基片集成波导互连线串扰对比

4.5小结

第五章结论与总结

5.1本文主要工作总结

5.2进一步工作和展望

[参考文献]

致谢

作者简介