微波集成电路中螺旋电感器的研究

论文摘要

本文通过“合成渐近”法、解析矩量法和对偶原理，得到微波集成电路中双层螺旋电感器和LTCC中的单层螺旋电感器的CAD公式及等效电路。本文首先推导出两层螺旋电感上层与下层的电流方向相同时的电感公式，结合其他研究者已经成功推导出的单层螺旋电感的电感公式，就能很容易地计算出两层螺旋电感之间的互感，继而得到上层与下层螺旋电感的电流方向相反时的电感公式，之后还分别给出了，上层与下层螺旋电感的电流方向相同和相反时，不同的耦合电容的计算公式以及等效电路。然后采用“合成渐近”的方法得到了LTCC中贴片电容的电容CAD公式和LTCC中的平面螺旋电感的电感CAD公式、对地电容CAD公式及等效电路。在本论文中，还将推导出的每个公式以及由等效电路计算出的S参数与仿真结果进行比对，所有公式的平均误差都小于3％，|S11|和|S12|的平均误差都小于2％。由于这些公式都是推导出来的而不是曲线拟合得到的，所以公式的适用范围比较广，可以覆盖公式中绝大多数参数的变化范围。更重要的是由“合成渐近”法得到的CAD公式简单，准确，物理意义清晰，这对实际微波集成电路的分析和设计非常有用。

论文目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 论文背景

1.2 性能误差分析

1.3 论文的框架

2 两层螺旋电感的研究

2.1 导论

2.2 两层螺旋电感的电感CAD公式

2.2.1 上层与下层螺旋电感的电流方向平行同向的情况

2.2.2 上层与下层螺旋电感的电流方向平行反向的情况

2.2.3 计算结果与分析

2.3 两层螺旋电感层间耦合电容和对地电容的CAD公式

2.3.1 上层与下层螺旋电感的电流方向平行同向的情况

2.3.2 上层与下层螺旋电感的电流方向平行反向的情况

2.4 两层螺旋电感的等效电路

2.4.1 上层与下层螺旋电感的电流方向平行同向时的等效电路

2.4.2 上层与下层螺旋电感的电流方向平行反向时的等效电路

2.5 结论

3 LTCC中的贴片电容的CAD公式

3.1 导论

3.2 公式推导

3.3 计算结果和分析

3.4 结论

4 LTCC中的平面螺旋电感

4.1 导论

4.2 LTCC中的平面螺旋电感的电感CAD公式

4.2.1 公式推导

4.2.2 计算结果和分析

4.3 LTCC中的平面螺旋电感的对地电容CAD公式

4.3.1 公式推导

4.3.2 计算结果和分析

4.4 LTCC中的平面螺旋电感的等效电路

4.5 结论

结论和工作展望

结论

工作展望

致谢

参考文献

作者硕士期间完成的论文

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