基于LTCC技術(shù)的微波無源元件研究.pdf

1、低溫共燒陶瓷（LTCC）技術(shù)通過將無源元件如電感、電容等埋置在介質(zhì)內(nèi)部來實(shí)現(xiàn)緊湊高性能電路，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。本論文所研究的微波無源元件都是基于LTCC工藝，主要從以下三個(gè)方面開展工作：
　　1.在無耗傳輸線建模過程中，分別對(duì)無耗傳輸線和它的等效電路模型進(jìn)行了仿真，比較S參數(shù)可以清楚地看出T等效模型在0至2GHz的頻帶范圍內(nèi)與無耗傳輸線的散射曲線很好地吻合，當(dāng)頻率較高時(shí)，會(huì)有很大的偏差。為了使等效模型具有普適性，在原有T模型的

2、基礎(chǔ)上，提出改進(jìn)的新模型，給出了參數(shù)提取的詳細(xì)推導(dǎo)過程。使用ADS仿真軟件仿真改進(jìn)的等效電路后得到S散射參數(shù)曲線，將該曲線與無耗傳輸線的S曲線對(duì)比可以看出，改進(jìn)的模型適用的頻帶達(dá)到5GHz，對(duì)以后的電路設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)作用。
　　2.在LTCC平面螺旋電感的建模過程中，針對(duì)LTCC電感的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先提出了單π等效電路模型，利用導(dǎo)納Y矩陣提取元件參數(shù)。通過比較HFSS中電感與ADS中電路模型的S參數(shù)，發(fā)現(xiàn)它們?cè)?GHz頻段內(nèi)比較好

3、的吻合，但是超過該頻段后誤差較大，不適用于寬頻帶的分析?？紤]了高頻時(shí)的趨膚效應(yīng)，提出修正的平面螺旋電感的π等效電路模型，模型中包含了電感與電感之間的耦合電容，寄生電阻，趨膚效應(yīng)產(chǎn)生電阻和電感元件，并且給出了具體的參數(shù)提取方法，仿真結(jié)果表明該等效電路模型可以更好的模擬電感的工作情況，在3GHz的頻帶內(nèi)散射參數(shù)曲線也能很好的擬合，驗(yàn)證了模型所提取的電感有效值，耦合電容等電路元件參數(shù)是正確的。這些參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)LTCC平面螺旋電感有一定的參考價(jià)值

4、。
　　3.在LTCC垂直交錯(cuò)電容的建模過程中，首先提出了單π等效電路模型，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)求取元件參數(shù)。仿真后比較S參數(shù)曲線發(fā)現(xiàn)模型在3GHz頻段比較好模擬了電容，但是超過該頻率點(diǎn)后誤差較大，不適用于寬頻帶的分析。因此提出了改進(jìn)的等效電路模型，該修正π等效結(jié)構(gòu)中用兩個(gè)電阻來分別代表介質(zhì)損耗和導(dǎo)體損耗，因?yàn)樗鼈儗?duì)電路的影響作用并不相同，并且電路中輸入輸出電感的引入使等效網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更符合實(shí)際電路?？紤]電容的等效電路結(jié)構(gòu)和ADS軟件的優(yōu)化功