毫米波段LTCC高增益天线阵列设计研究(3)

LTCC 技术是 1982 年开始发展起来的令人瞩目的整合组件技术，已成为无源集成的主流

技术。初期，LTCC 技术主要应用于低频电路及数字电路，直到 90 年代初期，才被应用在毫米波有源相控阵和通信领域方面。

到目前为止，国内外专家对基于 LTCC 的毫米波技术已做了广泛而深入的探讨和研究。现有的文献从天线馈线、天线单元以及天线阵列结构方面入手，探讨了提高天线增益和效率、增加天线带宽的方法。本节将简要概述国内外关于损耗传输线及过渡结构、LTCC 毫米波天线的研究现状。

1。2。1 毫米波 LTCC 天线研究现状

1。2。21。3 LTCC 技术简介

低温共烧陶瓷（Low temperature co-fired ceramic，LTCC）技术是一种新型的电子元器件材料和工艺技术，最初由美国的休斯公司于 1982 年开发[16]-[17]。

1。3。1 LTCC 技术制造工艺

LTCC 的工艺流程主要包括生瓷带流延、打孔、通孔填充、导体印刷、叠层热压、切片、排胶、共烧及检测等多道工序[16]，如图 1。6 所示。完成以上所有工序后便获得所需要的 LTCC 多层电路。

图 1。6 LTCC 工艺流程图

1。3。2 LTCC 工艺特点

相比于传统的器件及模块加工工艺，LTCC 技术有以下优点[16]-[17]：

1）使用电导率高的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统品质因子；

2）陶瓷材料具有有良的高频 Q 特性；文献综述

3）高密度的导体布线能力：目前可以实现 50µm 的最小导体线宽和线间距，0。075mm 的最小层间通孔直径；

4）可实现更多层数布线，提高电路集成密度；

5）可将无源组件埋入多层电路基板中，提高电路集成密度；

6）可适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通的 PCB 板优良的热传导性。

鉴于 LTCC 技术具有较好的高频特性、电气特性，且多层的结构特点，使其在毫米波高集成系统的设计方面获得较高的关注。

1。4 本文内容及章节安排

本文的主要目标是研究基于 LTCC 技术的高增益、高效率和高集成的线极化平面天线阵列。全文共分为 5 章，具体内容如下：

第一章为绪论。首先，简要的概述了毫米波天线的研究背景和意义；其次，综述了基于 LTCC 的毫米波天线、传输线和过渡结构的研究进展；最后介绍了本文的研究内容和安排。

第二章介绍了 SIC 天线的基本原理和特点，并设计了采用 SIC 作为辐射单元的线极化天线单元。天线单元采用 HFSS 进行仿真，对仿真结果进行分析。

第三章阵列天线馈电网络的设计。馈电网络选择基片集成波导作为传输线，采用分层结构的设计，由上层功分器和下层馈电基片集成波导构成，中间为上下层过渡结构。本章对功分器和过渡结构的原理进行了研究，并设计了基于 SIW 的 T 型功分器和过渡结构，最终实现了馈电网络的设计。

第四章平面阵列的设计与仿真。结合天线单元和馈电网络，设计了 4 元天线阵列，并对其结果进行了分析。

第五章对全文进行了总结与展望。

2 毫米波高增益 LTCC 天线设计

2。1 引言

LTCC 技术因其高的介电常数以及多层工艺而被广泛应用在毫米波[18]，但高的介电常数在毫米波段易激起表面波，导致阵列天线的损耗增大和方向图畸变，降低阵列的效率和带宽，给天线的设计带来严重的挑战。现有的文献中提出了一些提高毫米波 LTCC 微带贴片的方法，但又多在工艺上存在难度或者不利于天线阵列小型化的设计。采用基片集成腔（SIC）作为辐射单元，即能抑制表面波的影响，又能降低天线对加工精度的要求[19]-[20]。因此，采用 SIC 实现高增益、高效率的毫米波天线是一个很好的选择。毫米波段LTCC高增益天线阵列设计研究(3):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_87211.html