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《南京理工大学》 2008年
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基于LTCC的毫米波集成电路理论分析与仿真设计技术研究

李成国  
【摘要】: LTCC技术和毫米波集成电路技术是实现机载、舰载和星载等电子装备走向小型化、轻量化、高性能和高可靠性发展方向的有效途径,因此对基于LTCC三维集成毫米波电路的研究,已成为国内外毫米波电路与系统研究的前沿和热点。本文在广泛调研和跟踪国内外LTCC技术和三维毫米波集成电路研究动态的基础上,结合国防基金项目,对天线和T/R组件的小型化、轻量化、高性能等进行了深入分析和研究,通过对各项关键技术的理论分析、电路设计和半物理设备系统仿真以及部分样品研制,设计了一维扫描相控阵天线,解决了毫米波(8毫米波段)相控阵天线单元栅格的限制,主要研究工作概括如下: (1)对键合金丝和垂直互连通孔,建立了理论模型、等效电路和改进型传输结构,通过在传输线上加调谐枝节,改善了低通特性的截止频率,减小了传输损耗,用优化算法:提高了设计效率,提高了设计精度,缩短了设计周期。 (2)用电磁场理论仿真结果,对该结果用神经网络仿真,再用遗传算法进行优化设计,提出了微波集成电路中带状线直角拐角的优化设计方法。 (3)提出了LTCC背腔式电磁耦合贴片天线的等效传输线模型,采用腔体结构压缩表面波和平行板模,提高了天线效率。对多个接地通孔形成的等效腔体,采用神经网络和遗传算法进行优化设计,在此基础上采用调谐枝节,利用宽带匹配改善了天线带宽。 (4)基于腔体模型,对腔体的谐振特性的分析,得出对接地通孔形成的等效腔体的优化设计。 (5)提出LTCC串馈阵列天线,并且进行了仿真与设计;设计与制作实现了毫米波微带串馈阵列天线和收发组件。 (6)对串馈阵列天线和收发组件单元采用梯形结构,通过相邻单元交错排列,设计了一维扫描相控阵天线,有效的解决了8毫米波段抛物面多波束天线、一维扫描相控阵天线收发组件占有空间过大和相控阵相邻单元之间间距过小的矛盾,实现了8毫米波段相控阵天线和收发组件集成化、小型化的分析、仿真和设计。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN401

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【参考文献】
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