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《电子科技大学》 2010年
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微波LTCC电路模型研究

刘新宇  
【摘要】: 多芯片组件(MCM)技术是电子通信领域重要发展方向,LTCC无源元器件是构成多芯片组件(MCM)的重要组成部分。微波LTCC元件电感、电容等结构多种多样,元件性能也随频率和形态结构的变化呈现出一定的规律特点,影响整个电路甚至芯片模块的性能参数。因此建立微波频段电感电容的等效电路模型,提取模型参数,对于实现元件值在电路中的有效控制,以及整个电路性能的把握具有重要意义。 本文在研究了物理参量的变化对LTCC电感影响的基础上,分别用Π型和T型两种拓扑结构建立了电感的等效模型,提取了模型参数。在对无耗传输线T型等效电路的提取过程中,减少了Z矩阵繁杂的提取过程,利用Y矩阵和传输线上的特殊频率点的传输特性以及时谐传输线特性方程提取了元件值;在对电感等效模型的提取过程中,本文从构造的新矩阵虚部的串联和并联谐振频率出发来提取模型参数,同时补充了新的参数;实际设计了三种不同结构的电感,并对提取方法进行了验证。 本文引入了输入输出电感,使LTCC电容等效模型更贴近实际情况;对改进后模型,运用输入电抗的变化规律和特点提取了模型参数。并且实际设计了LTCC电容,验证了改进模型和提取方法的正确性。 由于LTCC低通滤波器对电感元件值要求较大,本文考虑了电感不同结构的特点,采用立体U型螺旋电感实现了较大的感值;并且利用LTCC工艺特点较容易的实现了对称电容的结构,设计了低通滤波器。在带通滤波器的设计中,利用了层间互联技术,实现电感之间的互感;利用了LTCC立体的结构,减少了三维模型中元件的数量,尤其是单个电容元件的数量;利用了LTCC设计的灵活性,采用蝌蚪型折线电感,使得在获得足够电感值的同时,增加了基板的布线密度,减小了器件的体积,最后实现了含有双传输零点的小型化的LTCC带通滤波器。该滤波器中心频率2.0GHz,体积为4.2×4.7×0.7mm~3。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN454

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