无线通信系统中耦合器国内外研究现状
时间:2017-05-07 15:33 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 针对无线通信系统中耦合器的高性能、小型化设计这一研究目标，国内外进行了广泛的研究，总结起来主要从以下三个方面开展研究工作： 1）在封装技术方面采取新型的封装技术如三文多芯片组件技术(MCM)。 MCM技术具体包括低温共烧陶瓷(LTCC)技术、高温共烧陶瓷技术（HTCC ）、以及液晶聚合体技术(LCP)等。其中又以LTCC技术应用最为成熟和广泛。低温共烧陶瓷是一种新型的多层电子封装与互连技术，发展非常迅速，应用领域包括雷达T/R组件、移动通信前端设备、无线互连网络设备、医疗电子设备等。这项技术被工业界一致认为具有广阔的发展前景。 LTCC技术以厚膜技术和陶瓷多层技 术为基础，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并可将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，在 850℃下烧结，制成三文电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三文电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。 LTCC的综合指标超过了现有的高温共烧陶瓷技术（HTCC ）。在8320LTCC 工艺中采用高电导率的金属，如金、银、铜等，而HTCC工艺中采用的是钨。金和银不会氧化，因而不需要电镀保护。LTCC的陶瓷基片的组成可变化，以提供一系列具有不同电气和其它物理性质的介质材料的组合，介电常数可在4～400之间，变化热胀系数可设计成与硅、砷化镓或铝相匹配，因而其可靠性大大提高。此外，利用HTCC技术的电路加工成本也比LTCC高。液晶聚合体技术是最近兴起的一种采用液晶聚合体材料作为封装的SIP方式，尽管这种技术具有封装成本相对较低，电路系统性能也比较可靠等优点，但是这种技术还没有LTCC技术成熟和全面，在工业界没有得到广泛的应用。LTCC因其在高频表现出优异的性能，已经成为微波毫米波高密度集成封装技术研究发展的热点。 2）在设计技术方面采用阶梯阻抗谐振器（Stepped-Impedance Resonator）技术,即 SIR 技术。阶梯阻抗谐振器是由日本著名的微波领域专家M.Makimoto和S.Yamashita第一次提出来的，是由两段不同阻抗的传输线构成的谐振器结构。文献[8]首先提出了等效四分之一波长阶梯阻抗谐振器结构，并运用传输线理论分析了该谐振器谐振时的电长度，得出了阶梯阻抗谐振器实现小型化设计需要满足的前提条件，然后利用所提出的阶梯阻抗谐振器设计出了小型化的带通滤波器。在文献[8]的研究基础上，文献[9]做了进一步的分析，提出了等效四分之一波长和等效半波长谐振器两种基本谐振器形式（如图 1-1 所示）。由于其能够在有效减小谐振器长度的情况下不减小无载Q值，因此阶梯阻抗谐振器自从被提出以来就在无源元件小型化设计中被广泛采用。 图 1-1 阶梯阻抗谐振器基本结构 (a)等效四分之一波长型；(b)等效半波长型 总结下来，目前国际上针对阶梯阻抗谐振器在无源电路小型化设计方面的研究可以分为两个方面： a）在阶梯阻抗谐振器的基本结构形式上进行改进，提出了一些新型的阶梯阻抗谐振器结构。如文献[10]所提出的发卡式阶梯阻抗谐振器结构、文献[11]所提出 的弧形贴片加载阶梯阻抗谐振器结构、文献[12]所提出的三阶阶梯阻抗谐振器结 构、以及本文所提出的半圆形阶梯阻抗谐振器结构（如图1-2），将这些改进形式的阶梯阻抗谐振器应用到耦合器的小型化设计中，设计出了一系列具有良好工作性能并且小型化程度很高的低通滤波器、带通滤波器等无源元件。图1-2给出的这些改进形式的阶梯阻抗谐振器都具有和基本形式的阶梯阻抗谐振器相似的谐振特性，但是它们在耦合器的设计中能够实现比基本形式的阶梯阻抗谐振器更加好的小型化效果，我们可以根据不同的电路设计要求选择合的谐振器。 (责任编辑：qin) |