微波电路中垂直过孔结构的电磁特性分析与测试方法研究

摘要

随着空间技术、通信技术、雷达技术等的应用与发展，其对微波电路的要求越来越严格。相应地，微波单片集成电路(MMIC)的应用受到了越来越多的重视，射频或微波电路的高集成度和小型化成为了新的发展趋势，其中垂直互连结构成为了微波集成电路的一个研究热点。 本文研究了微波集成电路中垂直过孔结构(via)的电磁特性，讨论了其尺寸结构对电磁特性的影响，并做了相应的实验测试验证。 首先，对垂直过孔结构进行建模分析，给出了反映其电磁特性的S参数与其自身尺寸结构有关的特征参数的关系公式，确定了垂直过孔结构的几何尺寸对其S参数的影响，如过孔高度、过孔半径、接地板开孔半径、传输线等效半径(微带线宽度)、以及封装屏蔽高度等。 其次，应用矩阵束矩量法对垂直过孔结构进行全波分析和计算，阐述了其理论计算方法与过程。同时，使用HFSS仿真软件对垂直过孔结构进行了电磁仿真，并给出了计算结果与仿真结果的比对分析，验证了计算结果的正确性。深入地讨论了各个尺寸参数分别对S参数的影响特点与变化趋势，并且给出了满足一定设计要求的尺寸建议。 最后，介绍了实验测量应用到的去嵌入理论，研究了去嵌入的方法与过程。使用矢量网络分析仪(VNA)完成了对垂直过孔结构实验模型(开放式结构)的实际测量，并给出了理论计算结果与实验测量结果的比对分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究意义

1.2研究现状

1.3论文的研究内容

1.4论文的组织结构

第二章矩阵束矩量法原理

2.1矩量法原理

2.1.1基函数

2.1.2权函数

2.1.3积分方程

2.2矩阵束原理

第三章垂直过孔结构的电磁特性分析

3.1垂直过孔结构建模分析

3.1.1模型的等效分析

3.1.2等效模型的数学建模

3.2分布电流的求解

3.3特征参数的提取

3.4数值结果

3.5小结

第四章屏蔽结构对垂直过孔的电磁特性影响

4.1屏蔽结构建模分析

4.2格林函数处理

4.3数值结果

第五章 垂直过孔结构的测试方法研究

5.1实验测试的关键问题

5.2去嵌入理论

5.2.1 S参数与信号流图

5.2.2去嵌入处理过程

5.3校准与误差参数分析

5.4实验结果

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果