LTCC微波組件互聯(lián)結構對信號串擾的影響及抑制措施研究.pdf

1、LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic低溫共燒陶瓷）微波組件具有集成度高、功耗低、可靠性高等優(yōu)點被廣泛應用于手機、雷達等無線通信領域。但隨著工作頻率和電路密度的不斷提高，LTCC微波組件的互聯(lián)結構不連續(xù)性引起反射、串擾以及損耗等問題從而使傳輸過程中信號損失嚴重，尤其串擾對信號在互聯(lián)結構傳輸時性能的影響不容忽略。因此研究互聯(lián)結構對串擾的影響規(guī)律以及如何抑制串擾從而提高信號傳輸性能將有著重要意義。本文基于

2、傳輸線理論、微波網(wǎng)絡理論、模糊匹配法等理論，在微波頻段內（1-12.8GHz），研究LTCC組件中CGA（Column Grid Array圓柱柵陣列）-垂直通孔的互聯(lián)結構對串擾的影響以及抑制串擾措施。主要工作如下：
　　首先，根據(jù)信號完整性等理論選擇了對串擾影響較大的地層反焊盤半徑、CGA焊柱的半徑、參考平面的距離以及路徑間距等結構參數(shù)，利用Ansoft HFSS仿真軟件建立CGA-垂直通孔互聯(lián)結構仿真模型，在1-12.8GHz

3、頻率范圍內對其進行串擾仿真，通過整理和分析仿真獲得的遠端串擾數(shù)據(jù)，研究了上述互聯(lián)結構參數(shù)對遠端串擾的影響規(guī)律。研究表明：在1-12.8GHz頻率范圍內，隨著頻率以及參考平面的距離的增大、路徑間距的減少，互聯(lián)結構的遠端串擾逐漸增大，越來越不利于信號傳輸；在1-6GHz頻率范圍內改變反焊盤半徑或者改變CGA焊柱半徑對互聯(lián)結構的遠端串擾影響甚微，在6-12.8GHz頻率范圍內，保證機械性能和工藝允許條件下，增加反焊盤半徑、減小CGA焊柱半徑，

4、互聯(lián)結構的遠端串擾逐漸減小，越來越有利于信號傳輸。
　　然后，依據(jù)典型?型等效電路，引用平行板阻抗描述內部通孔對信號的影響，針對CGA-垂直通孔互聯(lián)結構（含四層電路板）建立等效電路模型，通過相關公式計算等效電路模型中RLC參數(shù)值。在ADS中建立等效電路模型并進行電路仿真，獲得的遠端串擾參數(shù)與第三章Ansoft HFSS仿真結果相互對比。研究表明：在1-10GHz頻率范圍內，兩者遠端串擾參數(shù)相對誤差大約為6.37%，說明利用該等效電

5、路模型計算CGA-垂直通孔互聯(lián)結構串擾參數(shù)是可靠的，也為改善互聯(lián)結構的串擾提供了思路。
　　最后，基于模式匹配法等理論，提出抑制CGA-垂直通孔互聯(lián)結構的串擾措施。通過Ansoft HFSS仿真軟件對其建立相關仿真模型以及串擾仿真，討論了抑制串擾措施的效果。研究表明：在1-12.8GHz頻率范圍內，在一定區(qū)域內加入金屬通孔柵陣列（陣列3*3，半徑為0.05mm）、接地焊柱（個數(shù)9，半徑為0.05mm）和RSR（Rectangula

6、r Shape Resonator矩形諧振器）結構防護線（金屬片個數(shù)8，長度0.5mm，寬度0.2mm），其遠端串擾大約獲得13dB抑制。從機械加工的角度考慮，對已采用抑制措施進行改善，當統(tǒng)一減少金屬通孔柵和接地焊柱個數(shù)為1、增加金屬通孔柵半徑和接地焊柱半徑為0.15mm，其遠端串擾大約得到11dB抑制。為使研究具有更好的借鑒意義，研究了RSR結構防護線中金屬貼片的結構參數(shù)對互聯(lián)結構的遠端串擾的影響。研究表明：在一定頻率范圍內，通過改變