60GHz芯片与天线的封装研究

发布时间：2017-10-29 19:33

  本文关键词：60GHz芯片与天线的封装研究

  更多相关文章： 60GHz 层叠贴片 缝隙耦合 天线阵列 封装 PCB

【摘要】：随着人们对无线通信速率与质量要求的不断提高,目前广泛使用的传统无线传输技术已无法满足Gbps通信速率的需求。为此,需要采用60GHz免许可频段的无线通信技术来扩展信号带宽,提升传输速率。60GHz射频系统的天线和封装是其商业化应用的重要步骤,有着极其重要的意义。因此,本课题主要针对射频收发机系统中的天线和封装展开研究和设计。基于普通PCB工艺,本课题设计了应用在60GHz收发机系统中的高增益宽频天线和宽频低损耗封装互联。考虑到毫米波微带天线具有低剖面、高增益、高集成度和窄带宽等特点,该课题选用了层叠缝隙耦合微带天线结构,可有效地增大天线带宽,降低背部辐射。为提高天线增益,设计了2×2的天线阵列和馈线网络。最终完成60GHz微带天线阵列的加工和测试。测试结果显示,天线阵列带宽达到15GHz,增益达到12dBi。同时,本课题引入带地补偿的封装互联技术,提高了封装设计的时间效率和带宽,完成了60GHz的封装互联设计。仿真结果表明,带宽超过20GHz,损耗约为0.3dB。
【关键词】：60GHz 层叠贴片 缝隙耦合 天线阵列 封装 PCB
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题背景与意义12-13
• 1.2 60GHz通信特点及应用13-16
• 1.2.1 60GHz短距无线通信的特点和优势13-15
• 1.2.2 60GHz短距无线通信的发展现状15
• 1.2.3 60GHz短距无线通信技术的应用15-16
• 1.3 国内外60GHz天线和封装研究现状和发展动态16-17
• 1.4 本课题60GHz天线和封装互联的结构及性能指标17-18
• 1.5 本文的主要内容和章节安排18-20
• 第2章 天线的基本原理20-32
• 2.1 天线简介20-21
• 2.2 天线的基本原理21
• 2.2.1 天线辐射的原理21
• 2.2.2 天线的分类21
• 2.3 天线的主要性能参数21-25
• 2.3.1 辐射方向图与方向图函数22
• 2.3.2 主瓣宽度、副彟电平和前后比22-23
• 2.3.3 天线的方向性系数、效率和增益23-24
• 2.3.4 天线的极化24
• 2.3.5 天线的输入阻抗24-25
• 2.3.6 天线的频带宽度25
• 2.4 微带天线的基本原理25-27
• 2.4.1 微带天线辐射原理25-26
• 2.4.2 微带天线的馈电方式26-27
• 2.4.3 微带天线的分析方法27
• 2.5 天线阵列的基本原理27-30
• 2.5.1 两个各向同性的点源阵27-28
• 2.5.2 N元各向同性点源直线阵28-30
• 2.5.3 平面阵列天线30
• 2.5.4 天线阵列的馈电方法30
• 2.6 本章小结30-32
• 第3章 天线单元与阵列天线的设计32-48
• 3.1 天线单元的设计分析32-35
• 3.1.1 带宽32-34
• 3.1.2 效率34
• 3.1.3 增益34-35
• 3.1.4 工艺35
• 3.2 天线单元的结构设计35-37
• 3.2.1 介质材料和厚度的选择35-36
• 3.2.2 馈电方式的选择36
• 3.2.3 层叠贴片的设计36
• 3.2.4 整体结构的设计36-37
• 3.3 天线单元的仿真模型和结果分析37-43
• 3.3.1 贴片参数的设计37-38
• 3.3.2 缝隙参数的设计38-39
• 3.3.3 馈线参数的设计39
• 3.3.4 天线参数初始设计39
• 3.3.5 天线参数仿真分析39-42
• 3.3.6 天线最终仿真结果42-43
• 3.4 阵列天线设计43-46
• 3.4.1 天线阵列结构设计43-44
• 3.4.2 天线阵列馈线网络设计44-45
• 3.4.3 阵列天线仿真模型和结果分析45-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第4章 高频封装互联的设计48-56
• 4.1 高频封装互联的基本原理48-49
• 4.1.1 高频封装互联的类型48
• 4.1.2 高频封装互联的基本原理48-49
• 4.1.3 高频封装互联的结构49
• 4.2 高频封装互联的设计49-53
• 4.2.1 高频封装互联的结构设计49-51
• 4.2.2 高频封装的原理分析51-53
• 4.3 高频封装互联的仿真分析53-55
• 4.3.1 高频封装互联的模型53-54
• 4.3.2 高频互联封装的仿真结果54-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第5章 天线单元和阵列的测试56-62
• 5.1 天线的版图和实物56-57
• 5.2 天线的测量和分析57-61
• 5.2.1 回波损耗的测量57-58
• 5.2.2 天线增益的测量58-59
• 5.2.3 天线辐射方向图的测量59-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68-70
• 致谢70

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本文编号：1114411