0.13μm CMOS上接地板宽度有限共面波导的特性与建模

讨论了利用TSMC 0.13μm CMOS工艺实现的共面波导的特性及其建模.通过Momentum等电磁场仿真软件计算了传输线的基本参数,例如特征阻抗和衰减常数.并设计了特征阻抗分别为30,50,70和100Ω的共面波导传输线元件库.最后,在0.1～40GHz的范围内利用网络分析仪和SOLT(short-open-load-thru)测试技术测得特征阻抗和衰减常数,共面波导的分布参数则通过提取测试得到的S参数得到.     

基于硅氧化层的嵌入式传输线制造

在有损耗的硅衬底上试制了传输线(微带以及共面波导),并嵌入在CMOS Cu/SiO2互连层中.对传输线的几何尺寸与其特征阻抗、损耗以及衰减因子进行了研究.结果表明嵌入在硅氧化层中的微带和共面波导可以在有损耗的硅片上低损耗地实现,为在硅片上设计微波和毫米波电路提供了必要的无源器件.     

CMOS 0.13 μm共面波导建模与特性分析

基于TSMC0.13μmCMOS工艺,对深亚微米硅基上的共面波导特性进行了研究。在分析中引入了保角映射等数值方法,给出了有效介电常数εeff、特征阻抗Z、单位电容C等传输线指标随几何参数变化的计算公式。并设计了特征阻抗分别为50Ω和70Ω的共面波导传输线元件库。采用Short-Open-Load-Thru(SOLT)校准测试技术对片上传输线元件库进行测试。在0.1~40GHz范围内,测试结果与数值分析解吻合。这为在硅基上进行RFIC设计提供了一个合理选取传输线结构的方法。     

共面波导表面状态对微波性能影响分析

针对共面波导表面状态对微波性能影响进行了分析,应用保角变换法定量给出了共面波导金属厚度与有效介电常数、特征阻抗、损耗修正表达式。测量了工程中常用的不同工艺制作的共面波导传输线导体厚度、表面粗糙度等参数。采用仿真软件模拟不同导体厚度、不同导体表面粗糙度对微波传输性能的影响。在追求低传输损耗的工程应用中,要考虑共面波导导体厚度、表面粗糙度等表面状态的影响,选择合适的工艺手段和合理的工艺精度来保证传输线的微波性能。     

共面波导馈电宽带矩形边蝶形缝隙天线的仿真分析与设计

对一种共面波导馈电的宽带缝隙天线进行了仿真分析。着重研究了共面波导馈线各参数的变化对天线阻抗性能的影响,总结出了相应的规律和参数选取准则。根据分析结果,给出了合理调节共面波导馈线的参数以提高缝隙天线的阻抗性能的方法,并利用所得到的变化规律,给出了该天线的一种宽频带设计方案。     

低阻硅基厚膜聚酰亚胺上共面波导的损耗特性

制备了一种低阻硅基厚膜聚酰亚胺上的高性能共面波导传输线 ,并从理论上分析了传输线损耗的成因及其计算方法。聚酰亚胺膜厚 1 1 .5 μm的低阻硅 (0 .5 Ω·cm)上的共面波导传输线在 1 0 GHz下插入损耗为3 .5 d B/cm。然而 ,相同衬底上 ,无聚酰亚胺膜的共面波导传输线在 1 0 GHz下插入损耗为 5 0 d B/cm,损耗特性明显比前者差。测试结果表明聚酰亚胺层的介入能有效地改善传输线的损耗特性 ,且损耗随着聚酰亚胺膜厚的增加而降低。     

基于左手介质的共面波导传输线特性研究

针对微带传输线型左手介质构造复杂且工艺要求高的缺陷,提出了一种新型共面波导型左手介质传输线。本文利用串联电容和并联电感来构造左手介质传输线,通过提取共面波导传输线的等效参数,并用全波仿真来模拟此左手介质后向波的传输特性,发现此左手介质的通带在6GHz 到14GHz 之间,其有效带宽为7.5GHz~12.7GHz,即相对带宽 约52%。     

梯形屏蔽共面波导及共面耦合线特性阻抗的计算

提出了适用于ＭＭＩＣ设计一类新型共面传输线，它包括梯形屏蔽共面波导（ＳＭＣＰＷ）梯形屏蔽共面耦合线（ＳＭＣＣＬ）共面耦全梯形屏蔽线（ＣＣＳＭＬ）推导出用于计算这些传输线的ＴＥＭ参数的解析公式，数值计算结果显示了此类共面传输线的性质。     

直线法分析超导共面波导传输线

本文在直线法分析共面波导传输线的基础上，针对直线法的特点，利用麦克斯韦方程组中的欧姆定律以及超导体复电导率的概念，将二流体模型引入到分析中。从而计算出具有一定厚度超导薄膜的共面波导传输线的色散特性和衰减特性。由于直线法是一种半解析半数值的方法，和其他复杂的场分析相比节省了大量的计算时间，同时保证了计算精度，避免了常用的利用表面阻抗引入超导体复电导率的准静态分析方法。并且对于导带是理想导体、有耗普通     

应用模拟退火算法建立共面波导结构的等效电路

对中心导带和地渐变的共面波导结构提出了一种简单通用的方法,建立了其等效电路,通过模拟退火算法优化提取了电路参数.将这种方法应用于分析两种周期性共面波导结构,比较了由等效电路模型与实验得出的散射参数,得到了很好的一致性.     

非对称共面波导弯曲结构模式转换的研究

针对传统共面波导弯曲结构传输损耗较大的问题,研究了非对称共面波导弯曲结构.将时域多分辨率分析算法与从Y参数提取c模、π模特性阻抗的方法相结合,推导了二端口两种模式的散射矩阵计算公式.计算了非对称共面波导弯曲结构的传输系数.在理论分析的基础上,提出了一种测试模式间能量转换的实验装置.理论分析和实验结果证明：相对于传统共面波导弯曲结构,非对称共面波导弯曲结构的模式间能量转换更低,传输损耗更小.     

一种0.18μm CMOS毫米波带通滤波器的设计

基于SMIC 0.18μm RF-CMOS工艺,设计了一种采用垂直地平面共面波导(VGPCPW)传输线的片上30 GHz带通滤波器。通过对传统CPW和VGP CPW两种不同结构传输线的理论研究,对比分析了两者的损耗、特征阻抗及隔离特性,建立了VGP CPW长度可扩展的传输线模型。使用特征阻抗为50Ω的低损耗VGP CPW传输线结构,结合VGP CPW长度可扩展模型与EM分析方法,设计了30 GHz带通滤波器。在片测试结果表明,该毫米波VGP CPW传输线滤波器模型仿真和电磁场仿真S参数曲线与测试结果比较吻合,可为毫米波集成电路滤波器设计提供借鉴。     

非对称宽边耦合CPW微波滤波器的散射参数设计

非对称支持宽边耦合共面波导可看作是非均匀介质中的非对称耦合传输线 ,文中在非均匀介质中的非对称耦合传输线散射参数的基础上 ,推导出非对称宽边耦合共面波导的散射参数。利用所得散射参数研制了非对称支持宽边耦合共面波导滤波器 ,试验结果表明采用散射参数进行电路分析和设计的有效性。设计研制了f =3～ 5GH z的带阻滤波器 ,采用微波复合介质板 (εr=9.6、厚度为 0 .8m m) ,底层填充介质为聚四氟乙烯材料(εr=2 .1) ,上层为空气 ,上、下宽边耦合共面波导的中心导带宽度为 w =3mm ,槽宽为 sg=0 .50 mm ,长为 1=12 .57mm。上、下共面波导距离屏蔽盒顶、底的高度为 h1=10 mm。引出线采用微带渐变线进行阻抗匹配。这些为非对称支持宽边耦合共面波导在三维 (多层 )微波集成电路中的应用奠定了基础     

一种非对称共面波导相位补偿弯曲结构

提出了一种采用非对称共面波导进行相位补偿的弯曲共面波导结构.该结构在传统共面波导弯曲结构中引入由非对称共面波导、共面波导以及渐变短截线组成的周期性结构,以解决传统弯曲结构中,因两槽中的信号存在相位差而激发奇模的问题.所提出结构具有等阻抗特性,这对于信号的传输是有益的.理论分析和仿真测试结果证明了这一结构在相位补偿上的有...     

基于硅氧化层的嵌入式传输线制造

在有损耗的硅衬底上试制了传输线(微带以及共面波导),并嵌入在CMOS Cu/SiO2互连层中.对传输线的几何尺寸与其特征阻抗、损耗以及衰减因子进行了研究.结果表明嵌入在硅氧化层中的微带和共面波导可以在有损耗的硅片上低损耗地实现,为在硅片上设计微波和毫米波电路提供了必要的无源器件.     

一种基于共面波导的0.14 THz低噪声放大器设计

为解决低噪声放大器设计中过渡电路的实现问题,对基于共面波导的波导-平面电路过渡形式进行改进和优化,设计了一种工作频率为0.14 THz,带宽10 GHz的低噪声放大器。通过仿真,得到了输入输出回波损耗小于-27 dB,插入损耗小于0.1 dB 的结果。此种方法能够很好地实现信号在不同传输线形式间的转换,并得到了无源测试验证。     

微波通信电路中传输线电磁特性与过渡结构夹角关系

微波通信电路中会广泛应用共面波导（CPW）-共面波导以及共面波导-微带（MS）过渡结构。实际应用时,为了布线的方便,通过过孔连接的2段传输线并非始终处于直线上,而可能是任意夹角。仿真分析了经由过孔连接的2段传输线在不同夹角情况下的传播特性。仿真结果表明过渡结构的散射参数受两线夹角影响显著,总体而言,2种过渡结构的|S11|随夹角增大而增大,而|S21|则随夹角增大而减小。散射参数的变化趋势在夹角大于和小于90°时存在差异,在夹角为180°时更明显。此外,还比较并分析了CPW-CPW和CPW-MS结构传播特性的区别。     

FR4基板金属底板共面波导传输线阻抗特性研究

为了提高基于FR4基板的射频电路板天线端口阻抗匹配的性能,利用FDTD方法对基于FR4基板的金属底板共面波导传输线特性阻抗与端口回波损耗进行了计算.在理论分析的基础上,对FR4基板金属底板共面波导传输线进行了实际的加工,加工的基板厚度为1.5mm,中心导带分别为1mm、1.5mm和1.7mm,槽宽分别为0.2mm、0.3mm和0.4mm.利用矢量网络分析仪在1MHz～3GHz频段内对S11进行了测试,从测试结果可以看出,高频部分与理论计算结果比较一致,3种尺寸的金属底板共面波导传输线回波损耗均在-10dB以下,考虑加工误差与焊接工艺,第3种结构的阻抗匹配性能最好.     

一种新型叉指式共面波导的设计与制作

设计制作了一种新型叉指式共面波导传输线并对其性能进行了初步的研究。通过微加工技术加厚的接地线可以减少传输线平行部分之间的相互干扰,仿真和测试表明在5~20GHz范围内其回波损耗有两个极小值,极小值的位置随传输线结构参数的变化而变化。以-20dB为基准,这两个极小值附近的带宽可以达到1.95GHz,相对带宽分别可以达到23.5%和9.97%,相应的插入损耗在0.33dB/cm和0.5dB/cm左右。这种传输线有助于减小器件整体尺寸,在带通滤波器和移相器的设计方面有重要用途。     

一种双陷波超宽带马蹄形天线的设计

提出了一种新型的带有3.4 GHz和5.5 GHz双陷波特性的超宽带天线。天线由马蹄形的辐射贴片和共面波导馈电的传输线组成。回波损耗＜-10 dB的阻抗带宽是3.1~10.6 GHz,除了其中3.3~3.7 GHz 的WiMAX和5.15~5.825 GHz 的WLAN两个陷波频段。这些陷波的频段可以通过在天线的辐射贴片上增加长条裂缝和U型缝隙来保证。加工和测试的结果表明,天线有着良好的阻抗带宽和全向辐射方向图。