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共面波导传输线(CPW)是一种平面传输线结构。与微带线相比,CPW制作更加容易,与无源、有源器件在微波电路中串联、并联更加容易,提高密度更加容易,因此,CPW越来越多的应用在单片微波集成电路(MMIC)中,MMIC应用范围十分广泛,比如,微带混频器、微波低噪声放大器、功率放大器等各种宽带微波电路。但是在应用的过程中,损耗的问题尤为突出,因此,很有必要进一步进行损耗的研究与分析。 本课题基于微波高介电常数薄膜共面波导表征结构,以已知材料SiO2为研究对象,进行了大量的仿真和实验分析,旨在验证表征方法和表征结构的准确性,为下一步表征未知薄膜做准备。本文主要进行了以下工作: (1)进行了SiO2薄膜的制备,选用最适合的溶胶-凝胶法进行薄膜的制备。然后进行了S参数的测量与仿真,将测量值和仿真值进行拟合,结果表明,测量值和仿真值可以很好地拟合,证明了测量和仿真的一致性以及仿真的准确性。 (2)进行了大量的仿真,分析了回波损耗和插入损耗两个特征参量,探索损耗的影响因素以及影响方式,找寻在一定条件下特性的临界值,以及实际情况下影响因素与特性之间的权衡。结果表明,加入电导率较大的金属材料作为顶部金属,可以有效改善器件的特性;确定了中心导体和接地线之间的间隙为10μm、中心导体宽度为10μm是最合适的选择;加入合适的缓冲层,可以有效改善器件的特性;SOI、高阻硅、低阻硅三种基底中,SOI作为基底时器件的特性最优;加入探针焊盘,会使特性恶化;CPW的衍生结构与CPW做了简单比较。 (3)进行了损耗角正切的表征,在表征过程中先得到介电薄膜的相对介电常数,结果表明,S21表征法平均偏差1.435%,单线表征法平均偏差0.483%,双线表征法平均偏差0.448%,说明三种方法均可以准确地表征介电薄膜的相对介电常数,然后利用得到的相对介电常数进一步表征损耗角正切,结果表明,表征的平均偏差大约2.166%,说明该方法可以准确表征介电薄膜的损耗角正切。