基于LTCC的传输线特性研究

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当今低温共烧陶瓷(LTCC)封装技术被广泛应用于各种微波系统的前端来减小电路尺寸和降低成本。传输线中的带状线(对称或非对称式)经常应用于LTCC中。实际上,由于各种原因,带状线的内导体有可能偏离两底板之间的中间位置,那么非对称式带状线和非对称式耦合带状线的分析显得尤为重要。在微波集成电路(MICs)中,一些复杂电路可以用带状线及其它们的不连续性部分进行互连而成,因此非对称式带状线不连续性的研究是颇有价值的。首先,基于传输线基本理论和严格的数值分析方法,本论文通过曲线拟合获得了非对称式带状线开路端的电容公式。与IE3D软件提取结果相比,该公式的平均误差小于2%。利用该公式和原有的等效电路模型成功地分析了非对称式带状线的常见不连续性,诸如,开路端、阶梯、直角拐角和T形结;以及由其不连续部分组成的三个实际电路组件,诸如,低通滤波器、分支线耦合器和侧边耦合带状线带通滤波器。较之数值计算结果,S参量的平均误差小于2%,同时也验证了其等效电路模型和所得公式的适用性。其次,运用矩量法分析了多导体传输线,提取了其电容矩阵和电感矩阵,为其CAD公式的研究奠定基础。最后,以矩量法(MoM)为基础,本论文通过“合成渐近”法得到了非对称式侧边耦合带状线的单位长度奇偶模电容公式和非对称式宽边耦合带状线的电容矩阵计算公式,从而方便了非对称式微波电路的设计,诸如:滤波器、耦合器、功分器等。与数值计算结果相比,S参量的平均误差小于2%。
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