多频段小型化低温共烧陶瓷天线的研究

论文摘要

针对多频段小型化曲折线型LTCC天线,分别设计了有过孔曲折线型LTCC天线和无过孔曲折线型LTCC天线。有过孔曲折线型LTCC天线有两层辐射单元,层间用过孔（via）连接。下层曲折线（bottom meander）谐振频率设计为900 MHz,上层曲折线（top menader）谐振频率设计为1800 MHz,通过调整上下两层之间的距离（即过孔的高度）、重叠的面积得到第三个谐振频段—DAB（Digital Audio Broadcasting,数字音频广播）,用HFSS软件仿真显示,天线全向性明显,GSM/DAB/DCS三个频段的带宽分别为120,180,150 MHz。无过孔曲折线型LTCC天线共有两层辐射单元,层间不采用过孔进行互联,而是直接利用电磁耦合的方法。顶层辐射单元（top layer）被设计成四分之波长谐振和二分之波长谐振,分别工作在GSM和DCS频段,下层辐射单元（lower layer）被设计成四分之波长谐振,工作在UMTS频段。HFSS仿真显示,天线全向性明显,GSM/DCS/UMTS三个频段的带宽分别是40,120,110 MHz;增益分别是-0.77,1.45,1.14 dB。针对宽带LTCC天线,设计了DCS频段螺旋型LTCC天线,仿真结果显示10 dB回波损耗带宽为240 MHz,将螺旋线和矩形环等宽带天线结构融合到设计中,仿真结果显示天线的10 dB回波损耗带宽为610 MHz（1.732.34 GHz）,足够宽的带宽可以覆盖DCS/PCS/UMTS/WiBro频段,证明螺旋线和矩形环结合能有效增强LTCC天线带宽。为了验证无过孔曲折线型LTCC天线设计的合理性,文章采用相对介电常数εr= 7.8±0.2,介电损耗tanδ= 0.014（Dupont 951C2）的生瓷片,叠片层压21层,其中第9层上是工作在UMTS频段的银电极,第21层上是工作在GSM和DCS频段的银电极,在850℃共烧后制作出LTCC天线。采用相对介电常数为εr= 4.4,介电损耗tanδ= 0.02（FR4）的测试板,经网络分析仪测试后结果为:三个谐振频段中心谐振频率分别为840 MHz,1.49 GHz,2.23 GHz,反射系数（dB （S11））分别为-11.5,-16.9,-10.6 dB。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 LTCC 技术简述
• 1.3 LTCC 工艺
• 1.4 国内外LTCC 研究现状和发展趋势
• 1.5 论文主要内容和结构安排
• 2 天线基本理论
• 2.1 天线辐射原理
• 2.2 天线基本电参数
• 2.3 天线的小型化技术
• 2.4 天线的宽带与多频技术
• 2.5 本章小结
• 3 三频段曲折线型LTCC 天线的设计
• 3.1 曲折线型天线的理论分析
• 3.2 有过孔三频段曲折线型天线的设计
• 3.3 无过孔三频段曲折线型天线的设计
• 3.4 本章小结
• 4 螺旋型LTCC 天线的设计
• 4.1 螺旋型LTCC 天线设计
• 4.2 螺旋型LTCC 天线扩展带宽的研究
• 4.3 本章小结
• 5 LTCC 天线的制作与测试
• 5.1 具体制作工艺
• 5.2 制作工艺影响因素分析
• 5.3 LTCC 天线测试
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文