微波LTCC技术设计

摘要

LTCC(低温共烧陶瓷，LOW Temperature Co-fired Ceramic)技术是一种减小系统体积和重量、提高系统性能的有效途径。本文对LTCC无源电路进行了研究，并设计了基于LTCC的X波段T/R组件。 本文综述了LTCC技术的工艺和特点，并对其内埋置电感技术进行了全面的论述：利用HFSS和ADS软件设计出一个感值为6.6nH的三维Helical结构电感，并给出了仿真结果来证明设计的合理性。 针对LTCC工艺限制，本文对LTCC中采用网状金属接地面替代全金属接地面的影响进行了分析，并提出了相应的解决措施。 最后，本文设计了基于LTCC工艺的发射功率大于9w的X波段T/R组件，重点对组件的实现方案、高功率放大器进行了研究。该T/R组件整体上采用相控阵体制的结构来实现，各功能单元采用了MMIC芯片来进行设计，其中移相器、衰减器采用多功能芯片来实现，并设计成收发共用的结构，减少了所需的芯片数量，有利于减小整个组件的尺寸。采用功率分配/合成网络来提高输出端的发射功率，利用ADS和HFSS仿镇软件进行了电路仿真，取得了较好的效果。针对X波段T/R组件采用LTCC工艺，对功率放大模块电路布局、无源电路(包括功率分配/合成网络)和偏置电路进行了设计。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1微波的特点及其应用

1.2微波LTCC组件的发展动态

1.3学位论文主要研究内容

2 LTCC基本理论

2.1多芯片组件(MCM)的定义、分类及特点

2.1.1多芯片组件的定义

2.1.2多芯片组件的分类

2.1.3多芯片组件的主要优点

2.2 LTCC(低温共烧陶瓷)技术简介

2.2.1定义

2.2.2 LTCC与HTCC的区别

2.2.3使用陶瓷材料的优点

2.2.4生瓷及电子浆料

2.3 LTCC制造工艺技术

2.3.1划片

2.3.2预处理

2.3.3冲片

2.3.4打孔

2.3.5填孔

2.3.6印导带

2.3.7检验

2.3.8各层对准

2.3.9叠压

2.3.10共烧

2.3.11后烧工艺

2.3.12电测试

2.3.13分割

2.3.14最终检验

2.4通孔作为热通道对LTCC基板散热能力的影响

3 LTCC无源器件设计

3.1 LTCC多层布现基板层间隔离分析

3.1.1网状(栅格)金属面对LTCC组件性能影响

3.2多层LTCC微带线与带状线连接设计

3.2.1 LTCC微带线到带状线的过渡结构

3.3 LTCC埋置电感设计

3.3.1 LTCC埋置电感性能指标和基本类型

3.3.2电感解析算法

3.3.3电感模型拓扑结构

3.3.4电感模型参数提取

3.3.5内埋置电感设计实例

4基于LTCC技术的X波段T/R组件设计

4.1引言

4.2 T/R组件工作原理

4.3 X波段T/R组件设计

4.3.1设计目标

4.3.2设计方案

4.3.3器件选择

4.3.4整体模块布局设计

4.4接收通道设计

4.4.1限幅器

4.4.2低噪声放大器

4.4.3多功能芯片

4.4功率放大模块设计

4.4.1功率合成与分配网络设计

4.4.2功率放大器

结论

致谢

参考文献