毫米波LTCC收发前端技术研究

论文摘要

LTCC（Low-Temperature Co-fired Ceramic,低温共烧陶瓷技术）是共烧陶瓷多芯片组件（MCM-C）中的一种新型高集成度多层布线封装技术。目前毫米波收发系统主要是利用混合集成技术来实现,寻求一种新型的技术使毫米波系统小型化,高集成化,提高可靠性有重要的意义。本文的研究工作主要是使用LTCC这种封装技术,在多层基板上进行毫米波收发组件的集成设计,实现其功能。本文介绍了LTCC工艺的基本状况及特点,在充分了解LTCC工艺的优点和缺点的情况下,分析得出适合微波毫米波电路的设计工艺方法,为组件功能的实现做出坚实的理论铺垫。本文首先应用两种新颖的LTCC微带到矩形波导过渡技术,解决了该收发前端输入输出过渡问题,并且8mm、3mm频段过渡结构进行了研究设计,得到了较好的测试结果。然后分别采用新颖的LTCC腔体谐振结构和传统的平行耦合线结构对组件中重要的X波段,Ka波段带通滤波器进行了设计。同时也对多层板层间互联结构,3毫米和8毫米LTCC波导到微带过渡结构电磁兼容方法进行了分析研究,提出了下嵌式安装结构这种新方法。最后将可行的方案应用于毫米波LTCC Ka波段收发前端组件上,进行加工调试,得到了接收支路增益19dB,噪声系数7.5;发射支路输出功率21dBm,谐波抑制大于40dB的测试结果,基本满足指标。本文的研究工作对于LTCC技术应用于毫米波系统有较大的理论和工程价值,对于今后的8mm,3mm频段的毫米波LTCC收发组件的研制打下良好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 微波毫米波的特点及应用
• 1.2 微波毫米波LTCC 技术的发展动态
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 LTCC 及其相关技术
• 2.1 多芯片组件（MCM）技术
• 2.1.1 微电子封装的发展历史
• 2.1.2 多芯片组件技术的基本特点
• 2.1.3 多芯片组件技术的基本类型
• 2.1.3 MCM 技术的发展与应用
• 2.2 LTCC 低温共烧陶瓷技术
• 2.2.1 LTCC 工艺发展状况
• 2.2.2 LTCC 材料介绍
• 2.2.3 LTCC 技术工艺介绍
• 2.2.4 LTCC 器件的广泛应用
• 2.2.5 LTCC 组件的应用趋势
• 第三章 LTCC 毫米波收发组件系统研究
• 3.1 LTCC 毫米波收发组件方案规划
• 3.2 LTCC 毫米波收发组件接收支路设计
• 3.2.1 低噪声放大器的设计
• 3.2.2 基于ALH369 芯片的LNA 设计
• 3.2.3 接收支路整体设计
• 3.3 LTCC 毫米波收发组件发射支路设计
• 3.4 LTCC 毫米波收发组件本振链路设计
• 第四章 LTCC 毫米波收发组件相关无源结构研究
• 4.1 LTCC 毫米波收发组件无源结构难点分析
• 4.2 LTCC 滤波器设计
• 4.2.1 带通滤波器的综合设计方法简介
• 4.2.1.1 谐振器加K（J）变换器的设计方法
• 4.2.1.2 外部Qe 值和耦合系数M 的设计方法
• 4.2.2 LTCC X 波段带通滤波器的设计
• 4.2.3 LTCC 毫米波滤波器设计
• 4.3 LTCC 基板隔离特性研究
• 4.4 LTCC 毫米波微带到矩形波导过渡结构研究
• 4.4.1 W 波段LTCC 微带到波导过渡结构
• 4.4.2 Ka 波段LTCC 微带到波导过渡结构
• 4.5 LTCC 同层微带到带状线过渡
• 4.5.1 下嵌式安装结构
• 4.5.2 LTCC 同层微带到带状线过渡设计
• 第五章 毫米波LTCC 收发组件加工测试
• 5.1 LTCC 毫米波收发组件基板设计
• 5.2 LTCC 毫米波收发前端测试
• 5.2.1 LTCC 毫米波收发前端接收支路测试
• 5.2.2 LTCC 毫米波收发前端发射支路测试
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 读研期间学术成果