LTCC不连续性结构建模及延迟线设计

摘要

MCM(Multichip-Module)多芯片组件技术在系统小型化、轻量化、高性能化方面有着广泛的应用，其中的LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)低温共烧陶瓷技术具有低损耗、高可靠性、多功能、高集成度等特点，近年来发展十分迅速。采用 LTCC技术的多层布线来实现延迟线组件的设计，可以有效的降低体积和重量，提高设计的可靠性、集成度。
　　本文主要针对LTCC技术在延迟线设计中遇到的相关问题展开研究，建立了不连续性结构的模型，设计了延迟线组件，取得了一些有用的结论。主要的研究内容如下：
　　1.准确测试相位的方法：文中提出了一种基于矢量网络分析仪电延迟功能的准确测试延迟相位的方法，实际验证了方法的可行性和准确性。
　　2. LTCC隔离结构模型建立：LTCC的高密度高集成度的特点会引起线与线之间的耦合产生，所以建立隔离结构是十分必要的。文中建立了两种隔离结构的模型，分别是接地通孔柱隔离和接地面隔离；通过HFSS软件仿真实现，仿真结果表明两种隔离结构都能够有效的实现隔离效果；实测结果和仿真结果相吻合。
　　3. LTCC层间互连结构模型建立：LTCC多层技术的应用必然需要考虑层间互连结构，所以对互连结构的仿真和建模具有十分重要的意义。文中分析了微带线到带状线过渡结构互连特性，优化设计了通孔互连结构涉及的相关尺寸，为后面的设计工作提供了依据。
　　4. LTCC延迟线组件的设计：基于LTCC工艺设计加工出一款采用多层结构的延迟线组件，主延迟段采用两层结构的带状线通过通孔互连结构来实现，最后通过通孔互连结构引至表层微带引出。分析了平行带状线之间的耦合以及拐角对相位、驻波参数的影响，接着仿真优化出延迟段和直通段的模型，最后设计出一款工作在Ka波段6位LTCC延迟线组件，实际尺寸为63mm×40mm×15mm。实测结果为：插入损耗≤36dB，输入输出驻波<2，相位线性小于20o，带内损耗波动满足±3dB的指标要求，满足延迟线组件指标。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 LTCC技术简介

1.3 LTCC技术及延迟线研究现状

1.4常用的延迟线分类

1.5 本文主要研究内容

第二章 延迟线设计相关理论及相位测试方法

2.1延迟线设计相关技术

2.2传输线理论分析

2.3延迟线相位测试方法

2.4本章小结

第三章 LTCC不连续性结构建模及验证

3.1常用的建模方法

3.2四端口网络特性分析

3.3隔离结构分析及建模

3.4层间互连结构模型建立

3.5不连续性结构模型测试及验证

3.6本章小结

第四章 Ka波段LTCC延迟线组件设计及测试

4.1 Ka波段LTCC延迟线组件设计

4.2 LTCC延迟线组件测试及分析

4.3本章小结

第五章 结论

5.1全文总结

5.2下一步研究方向

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果