一种双频多层微带天线的设计与分析

分析并设计了一种双频多层微带天线。该天线采用上下双层贴片、三层介质基板结构和背部探针馈电,并使用电磁仿真软件HFSS 10．0对所设计的天线进行了仿真。分析仿真结果表明,该天线的工作频段为1．31～1．39GHz和1．86—1．94GHz,具有较宽的相对带宽,该天线可作为双频天线工作,并能工作在射频频段。     

金属线宽与间距渐变的片上螺旋电感设计规则研究

在分析片上螺旋电感的磁场分布及射频损耗机制的基础上,研究了电感的金属线宽及线圈间距的变化对电感性能的影响,在大量数值分析基础上提出了金属线宽与间距之和不变,而金属线宽与间距之比从外圈到内圈逐渐减小的渐变型片上螺旋电感,并得到了实验验证,多组样品的测试结果与数值分析结果相吻合,以2.4 GHz频段处为例,在高阻硅衬底上制备的5 nH渐变结构电感的品质因子Q为11,比具有相同外径和电感值的固定金属线宽及间距的传统电感高19.6%.     

影响集成电感性能的关键因素

片上集成电感是单片集成射频电路、微波电路及光电集成电路中不可缺少的重要元件。高Q值的片上集成电感是IC工作者追求的目标。衬底损耗和金属损耗一直被认为是限制集成电感品质的主要因素,文中实例为证,在尽量消除衬底损耗和减小金属损耗条件下。得出它们并不是片上集成电感的决定性限制因素。本文从电感的定义出发,得出电感螺旋线之间磁通量的相互抵消是集成电感不能获得高Q值的决定因素。并通过螺旋电感的模拟计算和结合已有的实验,对此论点进行了论证。     

MMIC用多层磁膜电感研究

采用磁控溅射生长磁膜工艺,结合BCB(苯并环丁烯)平坦化技术,首次制作了"金属线圈/磁膜/金属线圈(M/F/M)"和"磁膜/金属线圈/磁膜/金属线圈(F/M/F/M)"两种结构的多层磁膜电感,整个工艺与标准MMIC工艺兼容.在2 GHz处,"金属线圈/磁膜/金属线圈"结构电感的电感量为7.5 nH,品质因数为7.17,...     

常用间隔层材料软X射线多层膜的设计

为了研究常用间隔层材料的软X射线多层膜的材料设计,利用Lawrence-Livermore国家实验室提供的软X射线多层膜设计程序进行模拟计算,得到了软X射线波段内的具有高反射率的膜系。结果表明,Mo在相当大的波段范围内具有良好的光学特性;除了在12.44nm是首选膜系外(除4.36nm外),其它波长都有较高的反射率;U作为吸收层材料,在相当大的波段范围内,与其它间隔层材料配对的多层膜也具有较高的反射率。这对多层膜膜系的材料选择有一定的指导意义。     

一种月牙形缝隙多频微带天线分析与设计

提出了一种微带馈电式圆形微带天线设计方案,通过在辐射贴片表面加载月牙型缝隙,改变电流有效路径,实现多频特性。通过HFSS仿真分析缝隙形状对天线性能的影响。结果表明,天线工作的三个频段相对带宽分别为4.1%(2.39~2.49 GHz),3.98%(3.92~4.08 GHz)和3.75%(5.51~5.72 GHz)。其中低频和中频段的最高增益达到6.58d B和5.01 d B。天线尺寸为35 mm×52 mm,具有小体积、高增益、全向性良好的特点,能够应用于无线通信系统中,并且这种结构简单、参数少、多频段的设计方法为天线设计提供了新的途径。     

AlN多层共烧陶瓷微波外壳的设计与制作

使用Ansoft HFSS软件设计了一种微波多芯片组件(MCM)用陶瓷外壳,并采用AlN多层共烧陶瓷工艺制作了样品。微波输入输出(I/O)端子采用微带线直接穿墙形式,并与陶瓷外壳一体设计、制作。试验结果表明,在2～12 GHz内驻波比(VSWR)<1.3,测量漏率R1≤1×10–3Pa.cm3/s(He)。     

基于HFSS的多频微带天线分析与设计

设计了一种缝隙多频微带天线。通过在微带天线贴片上加载缝隙改变电流分布,从而实现微带天线的多频谐振。用HFSS软件对其进行仿真分析实现参数的优化设计,在1~6 GHz内得到了3个谐振频率:2.43,4.40和5.27 GHz,其回波损耗分别为:–31.84,–32.82,–29.62 d B。当回波损耗小于–10 d B时,相对带宽分别为:3.29%,1.41%,2.05%。该多频微带天线具有体积小、回波损耗低等优点,可用于无线通讯系统。     

多层陶瓷封装外壳的微波设计

随着微电子器件的发展，集成度越来越高，不断向高频、高功率应用迈进，对其封装技术的发展也提出了更高要求。本文以一个场效应管封装外壳的微波设计为例，探讨了微波三维结构仿真技术在封装外壳设计上的应用，证明对封装外壳进行合理的微波设计，可以有效地提高器件的微波性能。     

13.56MHz RFID读写器天线的设计与仿真

为提高13.56 MHz RFID读写器天线的发射效率,并使其天线在实验室易于研发和试制,对13.56 MHz RFID天线系统的工作原理进行了简要介绍,在此基础上,把13.56 MHz RFID读写器天线线圈等效为PCB平面螺旋电感,利用HFSS软件建立模型并仿真得出电感值L、品质因子Q值等参数。其仿真结果得到的电感值与理论计算值相差0.03μH,在可接受的范围内。考虑到实际天线产生的寄生电容,提出了在天线末端加开路补偿线圈的方法,避免因寄生电容产生地电流而使天线线圈的磁场强度降低,仿真结果证实了该方法的可行性。     

新颖的常规硅工艺实现的侧向螺线型片上集成电感

提出了一种用常规硅工艺实现的片上集成电感的螺线型新结构．制造工艺使用标准双层金属布线的常规硅工艺．测量了螺线型集成电感的S参数,从测量数据计算了集成电感的参量．实验的侧向螺线型片上集成电感的Q值峰值为1.3,电感量为22nH．对用两层金属层实现的侧向螺线型片上集成电感和单层金属的常规平面螺旋电感的实验结果进行了比较,电感量和Q值与常规平面螺旋电感有可比性．     

新颖的常规硅工艺实现的侧向螺线型片上集成电感

提出了一种用常规硅工艺实现的片上集成电感的螺线型新结构．制造工艺使用标准双层金属布线的常规硅工艺．测量了螺线型集成电感的S参数,从测量数据计算了集成电感的参量．实验的侧向螺线型片上集成电感的Q值峰值为1.3,电感量为22nH．对用两层金属层实现的侧向螺线型片上集成电感和单层金属的常规平面螺旋电感的实验结果进行了比较,电感量和Q值与常规平面螺旋电感有可比性．     

Design of high-Q 3-D integrated inductors for high frequency applications

Design of 3-Dimensional micromachined inductors on high-(10 KΩ·cm) and low-resistivity(10 Ω·cm) Si substrate fabricated using stress metal technology we have developed [1, 2] is presented. Using high frequency electromagnetic simulation of 3-Dimensional inductors performed by Ansoft HFSS®, we have investigated the effects of number of turns, effective radius, metal line width, and different substrates on the quality factor, Q and self-resonant frequency, f _sr of these inductors. We also have compared the simulated results with the measurement results of 3-D inductors fabricated using this technology.     

EM-Simulation of Planar Inductor Performance for Epitaxial Silicon Processes

We used a 2.5D EM-simulator to study planar inductor performance in a submicron CMOS technology. We found good agreement between simulations and measurements using only the nominal process parameters for the layer thicknesses, permittivities, and conductivities. By sweeping the thickness and conductivity of the epitaxial layer we show how these parameters affect inductor performance. The presence of a highly conductive substrate layer is shown to have a detrimental effect on inductor performance whereas the thickness and conductivity of the epitaxial layer is less important.     

硅基RF平面螺旋电感的圈数对品质因子的影响

从硅衬底RF集成电路中平面螺旋电感的品质因子Q的表达式出发,采用ADS软件模拟计算了平面螺旋集成电感L值与品质因子Q值.通过两组电感Q值的对比,发现品质因子Q随着电感圈数的增加而减小.以电感值为3 2 8nH的设计为例,将电感圈数从2增加到6 ,计算得到的品质因子Q从4 3(@1 1GHz)降低到2 7(@1 4GHz) ,模拟计算结果与理论分析相吻合.该分析和结论将对硅衬底RF集成电路中片上电感的设计具有重要的指导意义     

MEMS技术制作的螺线管微电感

考虑和分析了螺线管微电感的几何结构参数对微电感性能的影响,利用MEMS技术制作了四种不同几何结构的高性能射频螺线管微电感。这些微电感采用铜线圈,以减小线圈寄生电阻,且制作工艺简单,成本低,与IC相兼容。测试结果表明,微电感在较宽的工作频率范围内具有较高的Q值,在频率分别为6 GHz,4.4 GHz,5.8 GHz和5.6 GHz,微电感Q峰值为38,19.1,24.1和21.9,所对应的电感量为1.81 nH,1.07 nH,1.03 nH和1.17 nH。     

高Q值平面螺旋电感的多电流路径结构设计

通过将平面螺旋电感器中的单股宽导线分成并联的多条细导线而在电感中形成多电流路径结构,可以降低电感的高频损耗并提高其品质因数(Q值)。利用HFSS电磁仿真软件对具有多电流路径结构的螺旋电感进行了设计与优化。结果表明,在尺寸不变的情况下,采用了多电流路径结构的平面螺旋电感的Q值提高了80%以上,这为高Q值小型平面螺旋电感的研制提供了思路。