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LTCC技术国内外研究现状

时间:2021-12-25 10:23来源:毕业论文
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

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。 76102

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 毫米波 LTCC 天线研究现状

微带贴片天线因其结构简单和性能优越而在微波频段被广泛应用,LTCC 的高介电常数有 利于阵列的小型化设计。然而,基于 LTCC 技术的微带贴片天线却因高介电常数在毫米波段易 激起表面波的问题导致天线的增益和效率低下。 

文献[5]-[8]中给出了几种抑制毫米波微带天线的方法。一种在 LTCC 介质中设计空气腔 来降低介质的有效介电常数的方法被用来抑制表面波[5]-[7]。但这种内置腔的工艺要求很高, 从而提高了加工成本,而且加工精度无法保证。为减小工艺上的难度,一种外置腔的结构被 提出。如图 1。1 所示,为新加坡国立大学陈志宁教授等[8]提出的天线结构。与内置腔不同的 是,该天线仅通过去掉贴片两侧的介质来抑制表面波就能达到提高 1-2dB 增益的效果。虽然 这种外置腔的方法改善了加工的难度和精度,但仍需要额外的工艺来实现。为降低工艺上的 难度,在贴片周围加载高阻抗面同样能达到抑制表面波的效果,其天线结构如图  所示[8]。 这种加载 EBG 的天线可以抑制表面波又无需在介质中实现空腔,但会使天线尺寸变大,不利 于天线阵列的设计。鉴于以上问题,一种利用 LTCC 多层工艺实现的 soft-surface 结构被用 于降低 60GHz 阵列天线的表面波[10]。如图 1。3 所示,这种结构即不会增加阵列的面积,也无 需去掉 LTCC 介质。加载于相邻辐射贴片 E 面的软表面结构由金属通孔和金属带构成。 论文网

 辐射开边空气腔的 LTCC 贴片天线阵(a)天线结构图(b)天线实物图图  加载 EGB 结构的 LTCC 贴片天线

加载 soft-surface 结构的 LTCC 贴片天线毫米波 LTCC 介质腔天线

鉴于微带贴片天线在毫米波段易受到表面波的影响,1999 年日本学者提出了用于毫米波 的层压谐振天线(LRA,Laminated Resonator Antenna)[10],又称为基片集成腔天线(SIC, Substrate integrated cavity)。这种天线具有宽的带宽,相邻单元被金属墙隔开,使其受 表面波的影响较小,相较与同频段的微带天线,其隔离度更高,且对加工进度要求更低。图

1。4 为基于 LTCC 工艺的 60GHz SIC 天线,天线单元增益为 6。7dBi,其 88 阵列的相对带宽为

17。1%,增益为 22。1dBi。 

。2 毫米波 LTCC 传输线及过渡结构的研究现状 在毫米波系统中,低损耗的传输媒介对信号的传输和无源、有源电路的实现至关重要。 

空气波导具有低损耗、高的功率容量等优点,但随着平面传输线的深入研究,混合集成 和单片集成电路的不断加强,空气波导在体积、质量、集成等方面固有的弱点越来越明显, 很难达到系统对元器件提出的小型化、质量轻和集成度高的要求,且加工成本高。 

人们熟知的微带线、带状线和共面波导等传输线,因其平面结构易与其它平面电路集成 而被广泛应用于各种微波和毫米波段,但在毫米波高端,由于表面波的影响,微带线的 Q 值 大幅下降,损耗增大,电路间耦合严重。  LTCC技术国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_87212.html

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