基于LTCC技術(shù)的平衡式功率放大器設(shè)計(jì)與熱分析.pdf

1、基于LTCC的多芯片組件技術(shù)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成的重要技術(shù),在微波毫米波電路應(yīng)用中,其顯著特征是采用金屬導(dǎo)體進(jìn)行布線,內(nèi)置無源器件,并在頂層鍵合有源器件,這種疊層工藝,三維布局的方式使得電子通信系統(tǒng)小型化、低成本、高性能成為可能,但器件工作時(shí)的發(fā)熱會(huì)對(duì)系統(tǒng)的可靠性有很大影響,因此,對(duì)于基于LTCC技術(shù)的多芯片組件的熱分析具有重要意義。
　　本文根據(jù)耦合器的理論基礎(chǔ),采用ADS分別對(duì)分支線耦合器和環(huán)形耦合器進(jìn)行理論上的設(shè)計(jì)驗(yàn)證,在HFSS

2、中進(jìn)行建模仿真,耦合器的工作頻段為11.5GHz-12.5GHz,回波損耗小于-20dB,輸出端口幅度不平衡度小于1dB,輸入端口隔離度小于-20dB。在ANSYS中分別對(duì)這兩種耦合器進(jìn)行了熱分析,討論了在不同的生熱率、工作環(huán)境、介質(zhì)厚度條件下器件的熱分布、熱流分布、熱形變及熱應(yīng)變,兩種耦合器從熱性能及電性能角度均符合我們的設(shè)計(jì)要求,可以作為功率分配合成元件。從熱性能與電性能角度比較了兩種耦合器,選用分支線耦合器作為功率分配合成器件,根

3、據(jù)提出的性能指標(biāo),選用Hittite公司的HMC942LP5GE作為平衡式功率放大器的有源器件,采用ADS對(duì)平衡式功率放大器整體的電參數(shù)進(jìn)行仿真優(yōu)化,仿真結(jié)果表明,在11GHz-13GHz工作頻段內(nèi),平衡式功率放大器的輸出功率可達(dá)33dBm,回波損耗小于-20dB,增益平坦度小于1dB,符合設(shè)計(jì)要求。針對(duì)器件溫度與熱耦合問題,對(duì)模型提出了三種改進(jìn)方法,通過仿真對(duì)比,平衡式功率放大器的表面溫度和熱耦合明顯降低。從電性能及結(jié)構(gòu)的熱分析都驗(yàn)證