硅基射频集成电路传输线的特性研究

论文摘要

微带结构因其自身优点而广泛应用在许多领域,为了满足实际需要,各种新型介质材料和微带结构也应运而生。与日益增长的实际应用相比,理论分析还需要进一步提高。因此,如何快速有效地分析各类复杂微带结构是一个紧迫且具有重大理论意义和工程意义的课题。本文紧密结合现今普遍应用硅基的趋势,对多种硅基微带结构及其电路应用进行了分析。本文的主要工作和创新成果可以概括为:1.根据单层介质上微带耦合线和双层介质上微带线电容计算公式,采用“合成渐进”法,本文推导出硅基微带耦合线单位长度的电容计算公式。由电容电感两重性得到微带耦合线的特性阻抗和传播常数用于实际微波器件的设计。2.在单层微带线等效电路的基础上,本文以IE3D为工具由数值方法得出△l,经曲线拟合得出硅基微带线开路端计算公式,并将其用于各种微波电路结构的设计中,对传输线的误差加以修正。我们在研究上述传输线特性的同时考虑了硅基的介质损耗,使之更加适用于实际情况。3.基于左手材料LC网络模型,对左手传输线特性进行了研究,并将其与传统的右手传输线相结合,最后应用于实际微波电路的设计,以典型的实例阐述了左/右手传输线在硅基射频电路方向上的应用。4.运用矩量法研究多导体传输线的特性,针对实际应用,提取位于单层介质和双层介质中各种位置的多导体传输线的电容、电感矩阵,分析了几种常见的多导体微带传输线。通过本文中提出的方法分析计算硅基双层介质中多导体微带传输线的电容电感矩阵,为以后对该种情况的传输线方程分析打下了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文背景
• 1.2 CAD公式辅助射频集成电路的设计
• 1.3 射频集成电路传输线特性研究
• 1.3.1 微带传输线的不连续性
• 1.3.2 复合左右手传输线
• 1.3.3 硅基微带多导体传输线
• 1.4 论文内容概述
• 2 双层介质上微带耦合线的CAD公式
• 2.1 导论
• 2.2 公式推导
• even的公式推导'>2.2.1 偶模电容C_even的公式推导
• odd的公式推导'>2.2.2 奇模电容C_odd的公式推导
• 2.3 计算结果与分析
• 2.4 结论
• 3 单层介质上微带线不连续性及其通用等效电路
• 3.1 单层介质上的微带线结构特性
• 3.2 微带不连续性及其研究方法
• 3.3 微带线不连续性通用等效电路模型的构建
• 4 硅基双层介质上微带线开路端电容公式及应用
• 4.1 导论
• 4.2 硅基微带线开路端电容公式
• 4.3 硅基微带线的不连续性原理分析
• 4.4 硅基微带线的开路端电容公式的应用
• 4.5 小结
• 5 复合左/右手传输线特性及在微波领域的应用
• 5.1 导论
• 5.2 左/右手材料传输线基本原理及LC网络模型
• 5.2.1 左/右手传输线基本理论
• 5.2.2 复合左/右手传输线LC网络模型
• 5.2.3 复合左/右手传输线特性分析
• 5.3 左右手传输线理论在微波领域的应用
• 5.3.1 运用集总元件设计复合左右手传输线
• 5.3.2 典型微波电路的设计
• 5.4 结论
• 6 多导体传输线的研究与分析
• 6.1 导论
• 6.2 多导体传输线模型及其方程
• 6.2.1 多导体传输线模型
• 6.2.2 多导体传输线方程
• 6.3 多导体微带传输线的电容矩阵提取
• 6.3.1 格林函数的引出
• 6.3.2 特性导纳的分析
• 6.3.3 复镜像法求解微带电容
• 6.4 数值计算结果与分析
• 6.4.1 位于介质中的微带传输线
• 6.4.2 位于介质中的微带耦合线
• 6.4.3 位于介质中的多导体传输线
• 6.5 小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间发表论文