微波毫米波系统级封装中键合线建模

微波毫米波系统级封装中键合线建模

孙一超胡静钱学军

摘要：在系统级封装中，存在微波及高速电路，如果没有考虑互连线对电路性能的影响，可能会导致最终的电路不能满足设计要求。本文利用3维电磁场仿真软件HFSS分析单根键合线的电磁特性，建立单根键合线的电路模型，并研究不同参数下键合线在电磁特性方面的区别。

关键词：键合线HFSS 等效电路

Bond-Wire Modeling in Microwave Millimeter Wave System-Level Package Abstract: Without considering the influence of the interconnection line on the electric circuit performance in system-level package, the final electric circuit may not to be able to satisfy the design requirements for the existence of microwave and high-speed circuit. In this paper,the 3D electromagnetic analysis software HFSS was used to analyse the simple and the circuit model was build for the microwave

Characteristics of the bond-wire in with different parameters.

Keyword: Bond-Wire HFSS Equivalent Circuit

1.引言

随着科技水平的不断提高，无论是军用还是民用通信系统的功能都变得日益强大，随之电路结构也变得日益复杂，电路的规模、体积也不断增大。通常，电路的体积庞大会限制其应用，为此，自上世纪90年代以来，能将微处理器、存

储器以及模拟与数字IP核等集成在单一芯片上实现系统功能的系统级芯片（SoC）技术得到了快速发展。但受工艺制造水平及工艺兼容性所限，一些功能强大的SoC很难实现，因此人们又提出了系统级封装技术。系统级封装能将模拟、数字、微波、光电、微电子机械系统（MEMS）等不同工艺制作的芯片集成在一起，实现强大的系统功能，成为代表未来10年的主流封装技术。然而，系统级封装技术涉及的问题很多，而且亟待解决。在系统级封装中，存在微波及高速电路，如果没有考虑互连线对电路性能的影响，可能会导致最终的电路不能满足设计要求。为此，需要在电路设计之初就要考虑互连线的寄生效应，并将其作为整体电路的一部分加以分析、仿真。

本文中，我们将通过HFSS全波分析软件仿真或得s参数，并建立相应的电路模型，从而

进行一些初步研究。

2.分析计算

图1 键合金丝示意图

2.1 仿真HFSS

一个典型的金丝键合模型如图1所示。本课题模型中，选用的微带线的介电常数是2.16，损耗角正切是0.009，介质板的厚度为0.25mm，且特性阻抗为50Ω，中心频率为2.5GHz，可用软件算得，微带线的宽度为0.76mm，模型如图2所示，

图2 键合金丝及微带线模型

初步将其他参数定为：两微带线间距d=0.5mm ，拱高h=0.12mm ，金丝直径zjing=0.04mm ，得S11和S12（对称模型，S11=S22，S12=S21）如图3所示：

S11 S12

图3 d=0.5mm h=0.12mm zjing=0.04mm 有金丝时的S 参数

由于此处的端口是设置在最外侧，不只是金丝，微带线的属性也包含在内，因此，单独对微带线进行建模测其S 参数。

图4 微带线模型

S11 S12

图5 d=0.5mm h=0.12mm zjing=0.04mm 没有有金丝时的S 参数

由上可以得到单独的键合金丝的S 参数，再根据S 参数和Y 参数的关系，便可以得到Y 参数的值。 2.2 建模

键合线等效电路模型可以用图6所示的二端口网络来表征。

图6 键合线等效电路模型

图中，R1和R2代表终端阻抗，C1和C2为终端电容，R 为键合线的电阻损失。据Π型网和 Y 参数矩阵的关系，可以得到：

则，经过变形易得：

以频率为2.5GHz，d=0.5mm h=0.12mm zjing=0.04mm为例，金丝加微带线的S

参数为：

S11=S22=-25.4,S12=S21=-0.158

由S、Y参数的对应关系：

得：

Y11=Y22=-0.0216 Y12=Y21=0.000016

同理，微带线的S参数为：

S11=S22=-0.143,S12=S21=-45.2

对应的Y

参数为：

Y11=Y22=-0.02 Y12=Y21=-0.000885

则键合线的Y参数为：

Y11=Y22=-0.0016 Y12=Y21=0.0009

再由电路元件的求解公式可得即可得到等效电路模型的各个参数：

R1=R2=1428.7Ω R=1.1kΩ

C1=C2=0.046pF L=0.071μH

2.3 分析

2.3.1参数随频率的变化特性：

保持其他条件不变，取d=0.5mm h=0.15mm zjing=0.04mm条件下，频率依次为2GHz、2.2GHz、2.4GHz、2.6GHz、2.8GHz，得到表1。

表1 参数随频率变化的特性表

d=0.5mm h=0.15mm zj=0.04mm

f/

GHz

微带线和金丝微带线R1=R2

/Ω

R

/Ω

C1=C2

/pF

L

/μH S11 S12 S11 S12

2.0 -26.4 -0.127 -0.114 -46.8 1437 1159 0.055 0.099 2.2 -26.1 -0.139 -0.125 -46 1432 1138 0.050 0.083 2.4 -25.6 -0.152 -0.137 -45.5 1389 1124 0.047 0.075 2.6 -25.05 -0.165 -0.149 -44.9 1344 1108 0.0455 0.068

2.8 -24.3 -0.18 -0.162 -44.8 1260 1103 0.0451 0.063

3.0 -22.5 -0.2 -0.174 -36.3 1397 893 0.0380 0.048

由表1易得：R、L、C均是随着频率的变大而变小。

2.3.2参数随间距d的变化特性：

取定频率为2.4GHz，拱高h为0.15mm，直径zjing为0.04mm，改变间距d 的值，得到表2：

表2 参数随间距变化的特性表

f=2.4GHz h=0.15mm zj=0.04mm

d/

mm

微带线和金丝微带线R1=R

2

/Ω

R

/Ω

C1=C2

/pF

L

/μH S11 S12 S11 S12

0.49 -26.4 -0.127 -0.114 -46.8 1673 1104 0.040 0.074 0.5 -26.1 -0.139 -0.125 -46 1389 1124 0.048 0.075 0.51 -25.6 -0.152 -0.137 -45.5 1346 1136 0.049 0.076 0.55 -25.05 -0.165 -0.149 -44.9 1236 1150 0.054 0.077

由表2易得：R1、R2随着d的增大而减小，R、C、L随着d的增大而增大。

2.3.3参数随拱高h的变化特性：

与2.3.2同理，取定频率为2.4GHz，间距d为0.5mm，直径zjing为0.04mm，改变拱高h的值，得到表3：

表3 参数随间距变化的特性表

f=2.4GHz d=0.5mm zj=0.04mm

h/

mm

微带线和金丝微带线

R1=R

2

/Ω

R

/Ω

C1=C2

/pF

L

/μH S11 S12 S11 S12

0.13 -26.7 -0.149 -0.137 -44.5 1535 1125 0.043 0.075 0.15 -25.6 -0.152 -0.137 -45.5 1389 1124 0.048 0.075 0.17 -26.25 -0.15 -0.137 -45.5 1473 1125 0.045 0.075 0.20 -27 -0.149 -0.137 -45.5 1578 1125 0.042 0.075 0.25 -23 -0.163 -0.137 -45.5 1100 1120 0.060 0.075

由表3易得：除了L保持不变外，其余参数随着h的变化，并没有很明显的变化

趋势。

2.3.4参数随直径zjing的变化特性：

同理，取定频率为2.4GHz，拱高h为0.15mm，间距d为0.5mm，改变直径zjing的值，得到表4：

表4 参数随直径变化的特性表

f=2.4GHz d=0.5mm h=0.15mm

zj/

mm

微带线和金丝微带线R1=R

2

/Ω

R

/Ω

C1=C2

/pF

L

/μH S11 S12 S11 S12

0.03 -24.77 -0.155 -0.137 -44.5 1289 1123 0.051 0.075 0.035 -25 -0.153 -0.137 -45.5 1315 1123 0.050 0.075 0.04 -25.6 -0.152 -0.137 -45.5 1389 1124 0.048 0.075 0.045 -26.6 -0.149 -0.137 -45.5 1521 1125 0.044 0.075 0.05 -28.6 -0.145 -0.137 -45.5 1833 1127 0.036 0.075

由表4得：随着直径的增大，R1、R2、R均增大，而C1、C2减小。

4. 总结

通过三维HFSS的仿真以及数据的处理可得，频率、金丝的跨距、直径均对等效电路的参数有很大的影响，这样，我们就可以在以后的封装工作之前，对其特性进行有根据的预测，并合理地优化结构，避免了很多麻烦。

5.参考文献

徐鸿飞,殷晓星,孙忠良毫米波微带键合金丝互连模型的研究东南大学

张生春T／R组件中金丝键合的仿真与优化西安电子工程研究所西安

周燕孙玲景为平IC 封装中引线键合互连特性分析东南大学集成电路学院

LCP基板在微波毫米波系统封装的应用

万方数据

万方数据

第１０卷第ｌＯ期曾策，高能武，林玉敏：ＬＣＰ基板在微波／毫米波系统封装的应用 的厚度。极薄的ＬＣＰ基板有利于微波／毫米波系统的高密度互联和小型化。 ＬＣＰ同ＰＩ一样，也是一种挠性基板。这项性能的潜在应用是构造非平面天线，如拱形天线、可折叠天线等。 ２．６可形成复杂的多层结构 用较低熔点（２８０℃）的ＬＣＰ薄膜作为粘接层，较高熔点（３１５℃）的ＬｃＰ基板作为“芯板”，采用成熟的ＰＣＢ工艺，可形成复杂的多层结构。如图３所示【１３】。 图３一种。二ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ”的ＬＣＰ多层电路结构 复杂的多层结构类似于Ｌ，ＴＣＣ基板，可以埋入电阻、电容、电感等无源器件。ＬＣＰ多层压合工艺温度远较ＬＴｃｃ低，因此可以在基板内部直接埋置ＭＭＩＣ等有源器件。ＬＣＰ单层基板厚度最薄可低至２５¨ｍ，仅为一般Ｕ℃Ｃ的１／４，因此多层ＬＣＰ基板可实现更高的集成度密度。 此外，ＬＣＰ基板也可与其他有机基板材料（如ＰＴＦＥ、ＦＲ４等）进行混合层压，以满足特定的需求。２．７其他 作为电路基板材料，ＬＣＰ在耐化学／环境、耐辐射，气体释放、阻燃特性、介电强度，重量等方面均有很好的表现，并且适合于空间应用。此外，作为聚合物材料，ＬｃＰ也有一些缺点，比如导热率低，并非完全气密，成本相对于ＰＩ等材料较高等。总之，ＬＣＰ作为一种新型基板材料，其综合性能优异，在微波／毫米波系统应用中有着非常强的吸引力。 ３ＬｃＰ基板在微波／毫米波系统中的应用 近年来，基于ＬＣＰ基板的微波／毫米波电路应用研究发展迅速，最重要的研究方向是系统级封装ＳｏＰ（ＳｙｓｔｅｍｏｎＰａｃｌ【ａｇｉｎｇ）技术的应用。ＳＯＰ的重要技术特征之一是采用功能化的基板，在基板中埋入无源和有源器件，实现系统化的集成。ＳｏＰ的概念示意图如图４所示。 ３．１微波／毫米波传输和信号过渡 常规的微带线、带状线、共面波导测试结果与仿真结果非常接近：在１００¨ｍ厚的ＬＣＰ基板上，微带线插损仅Ｏ．１ｌｄＢ／ｍｍ＠４０ＧＨｚ，与哪Ｅ基板几乎一致。 图４ｓＯＰ概念示意图（Ｂｒｙ锄ｃｈｒｉｓｔｉｅ设计）１１哪 ＳＯＰ中过孔（Ｖｉａ）用于微波／毫米波信号的层间垂直互联。得益于ＬＣＰ材料的低介电常数，过孔带来的不连续性可以通过控制尺寸得到优化Ｉ５１。 ３．２电阻．电容和电感器件的埋置 电阻材料一般为ＮｉＰ、Ｎｉｃｒ或ＮｉｃｒＡｌＳｉ，方阻值２０￣２００可选。采用溅射或者蒸发工艺，直接在ＬＣＰ基材上制作；也可以选用附电阻膜铜箔（如商品化的的Ｔｃ妒或ｏｈｍｅｇａ－Ｐｌ旷），采用热压工艺与ＬｃＰ基材结合，然后通过蚀刻减成工艺形成电阻。不通过激光调阻，可达到±２０％的阻值精度。 极薄的ＬＣＰ基材本身就可以作为高Ｑ值的电容使用。对高容值的电容需求，应选用填充陶瓷粉末的高介电常数薄膜（如３Ｍ公司的Ｃ—Ｐｌｙ）混合层压，实现＞ｌｎＦ／ｃｍ２的电容密度。 ＭｅｋｉｔａＦ．Ｄａｖｉｓ等人【１５】研究了在ＬＣＰ基板上集成的电感性能，发现采用分布在两层的多圈电感，可以很容易获得Ｑ＞１６５的３．４ｎＨ的电感，而面积仅为Ｏ．６ｍｍ×０．６ｍｍ。 ３．３集成微波／毫米波无源器件 基片集成平面波导（ｓｌｗＧ）基于经典的矩形波导理论，是一类重要的微波／毫米波元件。它品质因素高，易于和基板集成，是ＳＯＰ中常用到的单元电路，如图５所示。 图５一种ＬＣＰ基板制造的毫米波ＳＩＷＧ滤波器 利用ＬＣＰ基板的多层结构优势，可类似于ＬＴＣＣ基板，集成多种形式的滤波器、功分器、耦合器、巴伦等。实现微波／毫米波无源器件在基板内的高度集成，是ＳＯＰ技术有别干ＭｃＭ和ＳＩＰ的关键特性。３．４有源器件的埋入和封装 ＬＣＰ材料本身具有很高的气密性，属于。几乎气 ．７．万方数据

教你看懂微波毫米波同轴连接器

教你看懂微波毫米波同轴连接器 说到微波电路，就不能不提及同轴连接器。不管你的电路是在哪个频段，只要它是需要在频谱仪，网络分析仪等仪器上面测量，你就需要用到同轴连接器。 同轴连接器的种类有很多：SMA、SMB、SMC、APC-7、K接头等等。不管你使用的是哪种连接器，在使用前都需要注意其适用的频率范围。连接器的频率范围都受限于同轴结构中的第一个圆形波导传播模式的激励。减小外导体直径将增加可使用的最高频率; 用绝缘体填充空间会降低可使用的最高频率和增加系统损耗。而所有连接器的性能都受接插件接口质量的影响。如果内外导体的直径偏离设计要求的尺寸、电镀质量差、或连接处间隙大，都会使接口的反射系数和电阻性损耗降级。这就是为什么同样的一种连接器，质量好的能够用在更高的频率，而且驻波系数更小的原因，当然假如你的电路频率比较低原创：关于微波毫米波同轴连接器的知识，或者就只是一个测试版，在要求不高的情况下，你直接在城隍庙买几个十几块的那种也就冇所谓啦。 下面简单介绍下几种在测量和测试应用中常用的连接器。 APC-7 (7mm) 连接器 在所有18GHz连接器中，APC-7( Amphenol 精密连接器-7 mm)具有最低的反射系数，可提供重复性最好的测量。这种连接器在1960 年代由HP 和Amphenol 两公司联合开发。这是采用无极性设计的连接器，能适合有最苛刻要求的应用，尤其是计量和校准应用的要求。 1.0 mm 馈通 馈通适配器的一端是1.0mm 的阴性接头，另一端上是玻璃至金属的密封接口。它适用于从同轴至微带线封装或电路板的超高频(达110 GHz) 信号跳变。 2.92 mm 连接器 也就是我们平常所用的K接头。1983年，Wiltron 公司的William.Old.Field高级工程师在总结和克服先前推出的毫米波连接器的基础上，研制出的一种新型的K型连接器。它能在DC-46GHz频带范围内使用，具有良好的电性能，且能与现在已广泛使用的SMA连接器兼容，而且很快地被广大制造商认可，且成为目前国际上应用最为广泛的毫米波接头之一。2.92mm 连接器能与SMA和3.5 mm连接器适配。在46GHz频段使用时性能优良，而且价格比3.5mm 连接器要便宜;在18GHz以下使用时，性能要优于SMA接头。所以，当你看到K接头与SMA 接头外型相差不多，但是价格贵了几十倍时千万不要诧异，那可是高级货啊。 2.4 mm 连接器 2.4 mm 连接器是HP、Amphenol和M/A-COM三公司联合开发用于50 GHz的连接器。这项设计通过增加外壁厚度和强化插槽解决了SMA 和2.92 mm 连接器的脆弱性问题。它能与SMA、 3.5mm和2.92 mm连接器精确适配。但由于生产2.4mm连接器的厂商不如K型连接器的多，价格较高，所以应用没有K型连接器广泛。 1.85 mm 连接器 1.85 mm 连接器是1980 年代中期由HP公司，即现在的Agilent 公司开发的一种连接器，它的工作频率达到65GHz。1988年HP公司把这项设计提供给公众领域，以推进连接器类型的标准化; 通过研制，几家制造商可提供几种这样的器件。1.85mm连接器与 2.4 mm连接器适配，并具有同样的坚固性。近几年来，1.85mm连接器已通过优化达到67 GHz 频率。许多专家认为这种连接器是达到67GHz一般使用所可能的最小同轴连接器。 N 型连接器 N型(美国海军) 50Ω连接器是1940年代为低于4GHz军事系统所设计的连接器。1960年代的改进把性能推进到12GHz，以后更达到了18GHz。有些75Ω产品使用具有较小中心导体直径的N 型设计，但与50Ω连接器不兼容。 SMA 连接器

微波毫米波Project论文

正交混合网络的设计 ： 学号： 学院：电子工程与光电技术学院 指导老师：兆龙

正交混合网络的设计 摘要 随着通信技术的迅猛发展，微带定向耦合器作为微波、毫米波系统中的重要器件也得到了更大的关注。本文先介绍了3dB定向耦合器的研究背景，又通过将输入激励分解成偶模激励和奇模激励的叠加的偶—奇模分解技术从理论上分析了3dB定向耦合器的工作过程。 通过ADS软件，对该正交混合网络结构进行原理图仿真，再生成版图。调整原理图中的微带线参数，使得Momentum中的仿真结果满足设计指标：回波损耗6% >，完善隔离6% >，以及在端口2和端口3处的3dB功率匹配的不平衡度1dB <。 分别设计3dB定向耦合器在5.8GHz低频和60GHz高频上微带线结构，并对其进行优化，改善其性能指标。对于工作频率为5.8GHz的定向耦合器，得到如 下性能指标：①中心频率 05.85 f GHz =；②20dB return loss bandwidth为16.39%；③20dB isolation bandwidth为13.64%；④Amplitude imbalance 0.41 dB dB <<，Insertion imbalance0.41 dB dB <<。 对于工作频率为60GHz的定向耦合器，得到如下性能指标：①中心频率 060.04 f GHz =；②20dB return loss bandwidth为15.01%；③20dB isolation bandwidth为14.31%；④Amplitude imbalance0.8761dB =<，Insertion imbalance0.9071dB =<。 最后，本文分析了所得到的定向耦合器的性能，验证其性能。 关键字：ADS3dB定向耦合器微带线优化仿真

1.微波毫米波及光波理论、2.微波毫米波技术及应用、3.光

培养方案——电磁场与微波技术（学科代码：080904） 一、培养目标 本学科培养德、智、体全面发展，在电磁信号（高频、微波、光波等）的产生、交换、发射、传输、传播、散射及接收等有关的理论与技术和信息（图象、语音、数 据等）的获取、处理及传输的理论与技术两大方面具有坚实的理论基础和实验技能，了解本学科发展前沿和动态，具有独立开展本学科科学研究工作能力的高层次人 才。学位获得者应能承担高等院校、科研院所及高科技企业的教学、科研及开发管理等工作。 二、研究方向 1．微波毫米波及光波理论、2．微波毫米波技术及应用、3．光纤光电子技术及应用、4．微波、光通信与雷达信号处理技术、5．计算电磁学及应用、6．微波电路与系统、7．雷达技术与雷达信息处理 三、学制及学分 1. 对于按硕—博一体化课程体系培养的研究生，获得硕士学位一般需要3年。研究生在申请硕士学位前，必须取得总学分不低于35分（含开题报告2学分）。获得博 士学位一般需要5年，最长学习年限不超过7年。研究生在申请博士学位前，必须取得总学分不低于45分（含开题报告2学分、专业综合知识答辩2学分；博士层 次课程不低于8学分）。 2. 对于通过我校博士生入学考试的普通博士生，获得博士学位一般需要3年，最长学习年限不超过6年。研究生在申请博士学位前，

必须取得总学分不低于10分（含开题报告2学 分；博士层次课程不低于8学分）。 四、课程设置 英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。 学科基础课和专业课如下所列。 基础课： ES45201 高等电磁场理论（3） ES45202 介质导波结构及应用（3.5） ES45203 电磁场数值解法（3.5） ES45204 微波系统与工程（3） 专业课： ES44201 微波电路原理与设计（3） ES44202 天线技术基础（3） ES44203 光电子学（2） ES45211 固态电子学基础（3） ES45213 光波导技术（2） ES45215 毫米波通信技术（2） ES45221 现代微波测量（2） ES45222 耦合模理论（2） ES45223 现代天线设计（2） ES45224 电波接收技术（3） ES14202 快电子学（3） IN05102 数字信号处理(II)（3） IN05121 移动通信工程（3） CN05112 实变与泛函▲（4） ES46201 电磁场与微波技术专题（2） 备注： 1. 带▲号课程为博士层次必修课，硕士层次选修课。对于硕博连读生，该课程只能按博士层次必修课记录学分； 2. 博士研究生或硕博连读研究生除必修编号为CN05112的课程外，还必须至少选修编号为ES46201的课程或一门经学科点认可的其它博士层次课程。电磁 场与微波技术专题可以由导师指定某专题的参考书（资料），由研究生作读书报告，并提交书面报告。 五、科研能力要求 按照研究生院有关规定。 六、学位论文要求

电磁散射与空间微波遥感理论研究进展

第十七部分 微　波　遥　感

2007年全国微波毫米波会议论文集 1728 电磁散射与空间微波遥感理论研究进展 金亚秋 复旦大学波散射与遥感信息教育部重点实验室，上海 200433 摘要：本文概述近年来本实验室在电磁散射与空间微波遥感理论研究的若干进展。包括：自然介质中电磁散射与传输、分层介质的电磁散射Mueller矩阵解、SAR遥感中的电磁散射理论建模、复杂自然场景极化SAR成像模拟、双站极化SAR成像模拟、多方位SAR图像中目标重构、粗糙面与目标复合散射建模与数值模拟、外星球微波遥感建模模拟与特征反演等。 关键字：电磁散射、空间微波遥感、理论建模、成像模拟、数值模拟、目标重构、特征反演 Research Progress of Electromagnetic Scattering and Theory of Space-Borne Microwave Remote Sensing Ya-Qiu Jin Key Laboratory of Wave Scattering and Remote Sensing Information (MOE) Fudan University, Shanghai 200433 Abstract: A brief report of recent research progress on electromagnetic scattering and theory of space-borne microwave remote sensing is presented. It covers the topics such as electromagnetic scattering theory in natural random and stratified media, modeling of SAR remote sensing and Mueller matrix solution, SAR image simulation of comprehensive scenario, bistatic SAR image simulation, reconstruction of targets from multi-aspect SAR images, numerical scattering simulation of rough surface and volumetric object, microwave remote sensing of extra-planets, etc. Key Words: electromagnetic scattering, space-borne remote sensing, theoretical modeling, image simulation, numerical simulation, target reconstruction, characteristic inversion 1 引言 空间遥感是以电磁波与地球环境相互作用的散射辐射传输为基本的物理过程，研究复杂环境自然介质的电磁散射辐射传输是空间遥感的基础研究。由于微波遥感的全天候、全天时特点，能穿过云雨、植被，甚至浅层地表，使以往受昼夜云雾影响的可见光与红外遥感获取全球环境1/3的信息增加到全天候地获取全球环境90%以上的信息。微波遥感对目标的物理几何构造敏感，能实现多通道、多极化与极化合成，能 国家重点基础研究项目2001CB309400、国家自然科学基金项目40637033、60571050。实现多种物理特征的定量化。随着高分辨率极化成像技术的发展，以及世界各国多项微波遥感计划的实施，凸现了以微波遥感为主的发展态势，微波遥感已成为当今空间遥感与对地观测技术的前沿。 本文简要概述本实验室近年来以自然介质中电磁散射理论为基础，研究空间遥感信息获取与处理的若干进展[1-3]。包括自然介质中电磁散射与传输、分层介质的电磁散射、SAR遥感中的电磁散射理论建模、复杂自然场景极化SAR成像模拟、双站极化SAR成像模拟、SAR图像中目标重构、粗糙面与目标复合散射建模与数值模拟、外星球微波遥感建模模拟与特征反演等。

芯片和键合考题

芯片和键合考题

一、粘片 1、芯片质量检验 采用目检的方法，可以检验出芯片中存在的掩膜缺陷、金属化层缺陷、绝缘电阻以及在各金属化层布线之间、引线之间或引线与芯片边缘之间的缺陷、扩散和钝化层缺陷、划片和芯片缺陷。 2、芯片粘接剪切强度与器件可靠性的关系 1）芯片剪切强度小，粘接机械强度低，器件的耐机械冲击、耐振动、耐离心加速度的能力就小，严重时在进行上述试验时会使芯片脱落，造成器件致命性失效。 2）器件的内热阻会增大。 3）耐热冲击和温度循环能力差，间歇工作寿命（抗热疲劳、热循环次数）小。4）通常芯片剪切强度差，热阻大，结温高，也会造成器件电性能变差。 3、影响芯片粘接剪切强度的因素 芯片在剪切力作用下可能发生断裂的界面和材料如图所示 硅片 芯片背面金属化层 底座镀层 底座 图1芯片可能发生断裂的界面和材料 只有经检验确定剪切试验时断裂面两边材料的性质，才能找到剪切强度低和剪切力分散的原因，继而找出解决办法。 可能发生断裂或脱层的材料为下列5种： 1）硅片。脆性材料，易裂。 2）芯片背面多层金属层。很薄的多层金属材料，工艺不良时易分层。 3）芯片焊层（粘接层）。

4）底座镀层。 5）底座。 正常情况下，这些材料的抗剪强度都大于芯片粘接剪切强度的要求。可能发生断裂或脱层的材料界面为下列5种： 1）硅芯片与芯片背面多层金属层之间。 2）芯片背面多层金属层内各金属层之间。 3）芯片背面金属层与焊层之间。 4）芯片焊层与底座镀层之间。 5）底座镀层与底座基材之间。 剪切强度低的器件，断裂通常发生在材料的界面。 4、芯片装配通用工艺文件和管芯粘片、键合检验工艺文件。 二、键合 1、键合线和键合点的形状、位置检测

芯片和键合考题

一、粘片 1、芯片质量检验 采用目检的方法，可以检验出芯片中存在的掩膜缺陷、金属化层缺陷、绝缘电阻以及在各金属化层布线之间、引线之间或引线与芯片边缘之间的缺陷、扩散和钝化层缺陷、划片和芯片缺陷。 2、芯片粘接剪切强度与器件可靠性的关系 1）芯片剪切强度小，粘接机械强度低，器件的耐机械冲击、耐振动、耐离心加速度的能力就小，严重时在进行上述试验时会使芯片脱落，造成器件致命性失效。 2）器件的内热阻会增大。 3）耐热冲击和温度循环能力差，间歇工作寿命（抗热疲劳、热循环次数）小。4）通常芯片剪切强度差，热阻大，结温高，也会造成器件电性能变差。 3、影响芯片粘接剪切强度的因素 芯片在剪切力作用下可能发生断裂的界面和材料如图所示 硅片 芯片背面金属化层 底座镀层 底座 图芯片可能发生断裂的界面和材料 只有经检验确定剪切试验时断裂面两边材料的性质，才能找到剪切强度低和剪切力分散的原因，继而找出解决办法。 可能发生断裂或脱层的材料为下列种： 1）硅片。脆性材料，易裂。 2）芯片背面多层金属层。很薄的多层金属材料，工艺不良时易分层。 3）芯片焊层（粘接层）。

4）底座镀层。 5）底座。 正常情况下，这些材料的抗剪强度都大于芯片粘接剪切强度的要求。可能发生断裂或脱层的材料界面为下列种： 1）硅芯片与芯片背面多层金属层之间。 2）芯片背面多层金属层内各金属层之间。 3）芯片背面金属层与焊层之间。 4）芯片焊层与底座镀层之间。 5）底座镀层与底座基材之间。 剪切强度低的器件，断裂通常发生在材料的界面。 4、芯片装配通用工艺文件和管芯粘片、键合检验工艺文件。 二、键合 、键合线和键合点的形状、位置检测

CST

2007年全国微波毫米波会议论文集 2007年10月，宁波 基于CST软件开发的电磁场与电磁波 电化教学库 孙佳伟张敏王红丽 同济大学现代集成电磁仿真研发中心 摘要：电磁场与电磁波课程是电子信息类相关专业一门重要的专业基础课。该课程涉及概念比较抽象，对空间想 象能力要求较高，教学难度较大。基于CST三维电磁场仿真软件，编制开发了电磁场与电磁波电化教学库。通过 建立电磁场与电磁波课程中相关概念的实时动态演示，帮助学生更好地理解场与波的概念和现象，建立场的思维 模式，在教学中取得了良好的效果。 关键字：电磁场与电磁波，计算机辅助教学，CST工作室套装? A CAI Software of Electromagnetic Field and Wave Based on CST Jiawei SUN Min ZHANG Hongli WANG TONGJI UNIVERSITY, Modern Integrated Electromagnetic Simulation R&D Center (MIEMS) Abstract: Electromagnetic fields and wave is an important basic technical course for Electronic information major. Because the concept of course is abstract and it demands good space imagination, teaching is difficult. Based on the CST 3D electromagnetic simulation software, a CAI software of electromagnetic field and wave is developed. By establishing dynamic demos, it helps students understand the concepts and phenomenon better and set up the thinking mode of field. Good results in teaching are achieved. Key Words: Electromagnetic Field and Wave，CAI，CST STUDIO SUIT? 1. 引言 电磁场与电磁波是一门有关麦克斯韦电磁基础的主干课程，是大学电子、通信类及其相关专业重要的专业基础课之一。该课程理论性强，数学推导繁多，概念比较抽象，需要较高的空间想象力，加上如今大学普遍课程多，而每门课的课时相对减少，一些学校电磁场与电磁波课程的课时有32个学时，内容多，课时少，使电磁场与电磁波课程的“教”与“学”都有一定难度[1][2]。 在课程教授中，如果使用计算机辅助教学CAI课件，通过大量图示和动画能帮助学生建立良好的空间思 基金项目： 上海浦东新区科技创业人才资助资金（PKR 2005-19）维，增强对电磁场的理解[3]。我们基于CST三维电磁场仿真软件，开发了电磁场与电磁波电化教学库。该电化教学库覆盖电磁场与电磁波课程的所有章节，通过仿真实验，模拟相关电磁概念与现象，形象地、动态地展示电磁理论的基本原理，让学生可以“感受”和“看到”电磁场的存在与运动，在增强学习兴趣的同时，帮助巩固和掌握所学的理论知识，有效地改善了教学效果。 2. CST软件简介[4] CST软件是全球最大的三维时域电磁场仿真软件，其最新版本CST工作室套装?2006B更是在同一界面下整合了CST微波工作室?、CST电磁工作室?、CST 粒子工作室?和CST设计工作室?四大子软件，是目前市场上方法最为完备的三维全波电磁场仿真工具。CST软件的主要特点有：

自己DIY微波毫米波盲区监测系统

DIY微波/毫米波盲区监测系统 刚刚买了车，了解到一款叫做盲区监测系统的东西。看了下市面上的原厂汽车变道辅助系统动不动就要2~3K，于是冒出自己动手DIY一个的打算。 盲区监测系统也称为“侧向辅助系统”、“并线辅助系统”、“变道辅助系统”，是一种能够检测车辆侧后方位车辆动态特性的雷达装置，能够在车辆行驶时对两侧的盲区进行动态探测，并对司机进行提示。 现在市场上的有用超声波探测的，一般倒车雷达探测距离基本在2.5m左右，这个距离在车速上了80一点反应时间都没有，也不知某宝销量怎么来的。 原厂上都是用雷达做的，一般使用K波段毫米波雷达。汽车前防撞系统也有用到，K波段毫米波雷达是一种多普勒运动传感器，能够准确测量物体移动速度，和移动方向，除了军事上外、在安防、灯控、智能家居，自动化控制领域也有用的。 24GHz是一个ISM 规定的全球通用的一个雷达工作频段，在此频段上工作时干扰较小，列如中国在一些军事上面的雷达是10GHZ，在某些场合会对其有干扰。K-LC2为瑞士RFbeam 公司生产，采用世界最先进的平面微带技术，具有体积小、集成化程度高、感应灵敏、探测距离远、休眠快速唤醒等特点。雷达传感器多工作于CW /FMCW /FSK模式，功能应用多样，包括：探测动态目标的速度、静态目标的距离、动态目标的距离和速度、目标的方位（角度测量）以及辨别运动的方向，非常适合应用在变道辅助系统上。 该模块输出为模拟的I和Q信号，最多可以达到30m的探测距离。其对应的频率表示目标速度，如44Hz（?D）﹦1km/h（v），8.8kHz（?D）﹦200km/h（v），当目标做靠近传感器的径向运动时，I 信号滞后于Q 信号90°；当目标做远离传感器的径向运动时，I信号超前于Q信号90°。 I和Q是一个幅度很小的微弱信号，必须经过运放，上图,其中一路的信号放大。 I和Q放大后接入STM32的ADC上,STM32的ADC具有定时触发，规则通道，DMA等特性，提供FFT运算库，非常适合做I\Q这两路信号的分析。实测1024点的FFT运算仅需1~2毫米完成，远远小于10KHz的采样频率采集1024个点，采用双缓冲方式下基本不遗漏波形。 硬件成品 实测距离测车25m左右，测人10m左右。 毫米波雷达

中国电子学会2019年工作总结-18页文档资料

中国电子学会2019年工作总结 中国电子学会在中国科协和信息产业部的领导下，紧密地团结在以胡锦涛同志为总书记的党中央周围，高举中国特色社会主义伟大旗帜，坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，认真学习党的十七大精神，求真务实，改革创新。通过学会工作者和全体会员的共同努力，按照中国科协“三服务、一加强”的工作定位，积极开展各种活动，2019年取得了较好的工作成绩，荣获第六届中国科协先进学会综合奖。 一、学术交流工作 2019年共举办学术活动105项，发表论文7224篇，共有14412人次参加。其中国内学术交流活动85项，发表论文5104篇，有11261人次参加。国际学术交流活动20项，发表论文2120篇，有3151人次参加。 （一）国际学术交流 举办了2019国际网格计算与高性能计算技术研讨会，国内外专家160人参加会议。举办了以“创新数字媒体、传播奥运高清”为主题的第十二届国际广播电视技术研讨会（ISBT2019）暨第十五届中国国际广播电视信息网络展览会（CCBN2019），近千人参加。主办了国际微波与毫米波技术会议(ICMMT2019),有130位学者参加了会议，交流论文253篇。举办了第八届国际电子测量与仪器学术会议（ICEMI’2019）国内外共有300多名代表出席会议，录用论文900篇。举办了第七届中国国际可靠性维修性安全性学术会议（ICRMS’2019）,十多个国家和地区的300余名专家学者参加会议。组织了国际医学影像与信息学学术会议（MIMI 2019）,来自国内外的70余位代表参加会议。主办了第八届电子封装技术国际会议（ICEPT2019），16个国家和地区的400多名代表参加会议，其中国外代表80余名。

晶片键合基础介绍

晶片键合基础介绍 选择键合技术的程序通常依赖于一系列要求，如温度限制、密闭性要求和需要的键合后对准精度。键合的选择包括标准工业工艺，如阳极键合、玻璃浆料键合和黏着键合，以及新发展的低温共晶键合，金属扩散（共熔晶）键合和特定应用中的硅熔融键合。探索每一种方法的优势和劣势可以帮助我们对于某种应用采用何种键合技术做出更合理地决策。表1概括了晶片级键合的可供选项。 玻璃浆料键合广泛应用于加速度计的制造和微机电系统的生产。玻璃浆料是一种浆状物质，由铅硅酸玻璃颗粒、钡硅酸盐填充物、浆料和溶剂组成。常见的应用方法是通过丝网印刷技术。通常情况下，图形化后的浆料在每个芯片周围，覆盖30-200微米宽的环形区域，厚度为10-30微米。多余的溶剂在图形化后通过烘烤浆料去除。在晶片对准后进行热压键合。在实际的玻璃浆料键合过程中，玻璃融化并与其中的填充物熔合，从而形成了具有极好密闭性的无空洞封接。 玻璃浆料键合的优势是人们熟悉的它的工艺流程和键合界面特性。融化的浆料和浆状的初始状态使工艺可以允许颗粒或者其他微小的表面缺陷。通过键合机上所加力的不同可以控制浆料线的压缩，通常是40%。浆料键合两个最大的缺点是洁净度 较低、密封圈占用面积较大。也许，浆料键合最主要的缺点还在于不能实现高精度的对准，因为在键合过程中，玻璃浆料软化并开始黏性流动从而引起晶片发生滑动。 阳极键合与玻璃浆料键合两种方法，占生产中微机电系统键合应用的80%。阳极键合的机理决定了它只能应用于玻璃和硅片键合。其机理是在穿过玻璃和硅片的界面的电场辅助作用下，离子向界面发生扩散。这种技术可以用于表面为多晶硅层或玻璃层的基底。有一些键合设备也支持三层的叠层键合。 阳极键合的优势包括有成熟的工艺和可接受的密封寿命，玻璃可以和很多种基底实现热匹配可用于对器件实现真空封装或者压力封装，并可以接受5nm或更差的微粗糙度。它的劣势是工艺过程中采用了电压而不能兼容CMOS电路，同时具有可移动的Na+离子的应用，当钠聚集在阳极上及其外表面时会污染对离子敏感的其他电路。 金属键合属于基于扩散的和共晶的方法。扩散键合在390-450℃的温度下完成，需要相对较大的压力来实现表面的紧密接触。在金属键合中，必须控制表面的粗糙度以及晶片的翘曲度。金属合金在键合过程中会熔解并实现界面的平坦化。液态的界面使共晶键合需要施加相对较小却要一致的压力。在不同的冶金学系统中，如铜-锡，金-锡或金-硅，共晶合金形成

微波毫米波单片集成电路综述论文

微波毫米波单片集成电路综述论文 摘要 微波集成电路（Microwave Integrated Circuit缩写为MIC）是工作在微波波段和毫米波波段即30GHz～300GHz频率范围，由微波无源元件、有源器件、传输线和互连线集成在一个基片上，具有某种功能的电路。微波集成电路起始于20世纪50年代。微波电路技术由同轴线、波导元件及其组成的系统转向平面型电路的一个重要原因，是微波固态器件的发展。60～70年代采用氧化铝基片和厚膜薄膜工艺；80年代开始有单片集成电路。 微波集成电路大致可以分为两种电路：混合微波集成电路和单片微波集成电路。 混合微波集成电路是用厚膜技术或薄膜技术将各种微波功能电路制作在适合传输微波信号的介质(如高氧化铝瓷、蓝宝石、石英等)上，再将分立有源元件安装在相应位置上组成微波集成电路。这种电路的特点是根据微波整机的要求和微波波段的划分进行设计和制造，所用集成电路多是专用的。常用的混合微波集成电路有微带混频器、微波低噪声放大器、功率放大器、倍频器、相控阵单元等各种宽带微波电路。 单片微波集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit缩写为MMIC）则是将微波功能电路用半导体工艺制作在砷化镓或其他半导体芯片上的集成电路。这种电路的设计主要围绕微波信号的产生、放大、控制和信息处理等功能进行，大部分电路都是根据不同整机的要求和微波频段的特点设计的，专用性很强。在这类器件中，作为反馈和直流偏置元件的各个电阻器都采用具有高频特性的薄膜电阻，并且与各有源器件一起封装在一个芯片上，这使得各零件之间几乎无连线，从而使电路的感抗降至最低，且分布电容也极小，因而可用在工作频率和频宽都很高的MMIC 放大器中。 目前，MMIC的工作频率已可做到40GHz，频宽也已达到15GHz，因而可广泛应用于通信和GPS, 等各类设备的射频、中频和本振电路中。 本文主要从单片微波集成电路工艺、基于Si的单片微波集成电路的电路结构的

微波毫米波RCS测试系统-Ceyear

微波毫米波RCS测试系统 产品综述 微波毫米波RCS测试系统主要应用于飞机、战车、导弹、舰船等装备雷达隐身性能测试与评估领域，具有RCS精确测试与评估、目标体强散射分布成像与诊断、目标局部散射特性成像分析、隐身涂层修复效果评估等功能。系统以矢量网络分析仪为核心仪器，通过外配天线、校准件、运动装置等设备，可满足1～40GHz频段雷达散射特性测试需要，选配扩频设备后，可实现到325GHz毫米波频段的覆盖。系统具有智能化程度高、配置灵活、测量速度快、精度高、参数种类齐全等特点。在该系统平台基础上，中电科仪器仪表有限公司还可提供近/远场测试方法、暗室/室外场测试方案选型及场地环境设计，扫描架/转台及测试仪器设备对比选型，以及全系统集成设计与施工等服务，全面满足用户需求。

主要特点 ◆一维、二维、三维RCS成像功能，可实现目标体强散射分布的成像诊断分析； ◆目标体局部散射特性快速成像功能，可在现场环境近距离下完成快速成像； ◆近场测试外推远场RCS技术，扩展用户测试范围； ◆系统配置形式灵活，可以灵活选择本振、发射源的形式，快速方便地实现频率扩展； ◆多域测量功能，系统提供频域、时域、角域三种测量模式； ◆RCS测量校准功能，可有效消除测量误差对测量结果的影响，提高测量精度； ◆硬件时域门功能，利用脉冲测量技术实现背景干扰抑制，提高测量精度； ◆独立的外部中频输入接口，可以实现外部中频接入，提高系统使用灵活性； ●一维、二维、三维RCS成像功能 系统具备一维、二维、三维RCS成像能力，满足用户对各种复杂目标体散射点分布情况进行分析诊断的测试需要。 ●局部散射特性快速成像功能 系统采用天线阵列电扫控制技术、近场多维空间散射成像与干扰滤波处理技术，实现了非标准外场环境下的快速成像，成像分辨率达厘米级。 ●毫米波高分辨率成像功能 系统利用毫米波频率高、带宽大的特点，采用线性调频工作体制，配合扫描架快速二维扫描，获取待测目标的全3D信息，实现高分辨率三维成像或二维层析成像，可广泛用于

微波毫米波系统级封装中键合线建模

微波毫米波系统级封装中键合线建模 孙一超胡静钱学军 摘要：在系统级封装中，存在微波及高速电路，如果没有考虑互连线对电路性能的影响，可能会导致最终的电路不能满足设计要求。本文利用3维电磁场仿真软件HFSS分析单根键合线的电磁特性，建立单根键合线的电路模型，并研究不同参数下键合线在电磁特性方面的区别。 关键词：键合线HFSS 等效电路 Bond-Wire Modeling in Microwave Millimeter Wave System-Level Package Abstract: Without considering the influence of the interconnection line on the electric circuit performance in system-level package, the final electric circuit may not to be able to satisfy the design requirements for the existence of microwave and high-speed circuit. In this paper,the 3D electromagnetic analysis software HFSS was used to analyse the simple and the circuit model was build for the microwave Characteristics of the bond-wire in with different parameters. Keyword: Bond-Wire HFSS Equivalent Circuit 1.引言 随着科技水平的不断提高，无论是军用还是民用通信系统的功能都变得日益强大，随之电路结构也变得日益复杂，电路的规模、体积也不断增大。通常，电路的体积庞大会限制其应用，为此，自上世纪90年代以来，能将微处理器、存

微波毫米波系统应用

微波毫米波系统应用 ——微波毫米波测试仪器技术的新进展 摘要:电子测量仪器是一个国家的战略性装备,其发展水平已成为一个国家科技水平、综合国力和国际竞争力的标志。 在通信、雷达、导航、电子对抗、空间技术、测控和航空航天等领域中,微波毫米波测试仪器是必不可少的测量手段。它复杂程 度高,技术难度大,工艺要求严格,一直备受关注并取得了突飞猛进的发展。本文介绍了微波毫米波网络分析仪、信号发生器 和信号分析仪设计技术的新进展和发展趋势,涉及到双端口和多端口网络分析仪及误差修正、非线性网络分析、频率合成、正交数字调制与解调等关键技术。 关键词:微波毫米波测试仪器;网络分析仪;信号发生器;信号分析仪 1微波毫米波网络分析仪技术 1.1双端口网络分析仪及误差修正技术 在突破扫频测量与误差修正等关键技术后,矢量网络分析仪(VNA)在高效、快速和多参数测量方面取得了显著进步。分体式矢网20世纪90年代趋于成熟并一直作为工业标准使用,虽然分体式VNA构成比较繁杂,但频段覆盖很宽,达到0.045～110GHz,测量精度也很高。一体化结构的VNA集成了激励信号源、S参数测试装置和多通道高灵敏度幅相接收机,实现了高性能和超宽带分析。全新的硬件设计方案使测量速度和性能有了极大的提高,具有奔腾芯片的嵌入式计算机和Windows操作系统的引入,使互连性和自动化程度有了质的飞跃。在测量速度、测试精度、动态范围、人机界面、智能化程度、稳定性、可靠性和重复性等方面具有明显的优势。二端口VNA的指标达到:频率范围10MHz～20/40/67/110GHz(可扩到325GHz)、频率分辨率1Hz、动态范围61～122dB、迹线噪声0.006dB/0.1°,具有频域和时域测试能力。67～110GHz还是分体式,但已大大简化了系统结构。 从VNA的设计原理来看,幅相接收机部分仍采用窄带锁相接收和同步检波技术。目前大都采用数字滤波和数字同步检波技术,接收机等效带宽最小达1Hz,测量精度和动态范围都有很大的提高。VNA的频率变换采用传统的取样变频法,虽然有成本低和易于实现的优势,但变频损耗较大,限制了VNA的动态范围。新型VNA采用基波/谐波混频法实现频率变换,它减小了变频损耗,动态范围提高约20dB;没有假响应进入锁相环路,有效地避免了假锁;本振源和激励源具有同样的调谐灵敏度,开环频率跟踪误差降低,加快了锁相捕获速度、扫描速度和跟踪速度。 误差修正技术是VNA的核心技术,通过测量校准和误差修正将校准件的精度转移到VNA 上。误差修正技术包括误差模型的建立、校准件的定标和误差参数的提取。模型是基于将一个非理想的VNA等效为一个理想的VNA与测量参考面之间插入一个两端口的误差适配器,误差适配器的参数将表征所有的系统误差。图1是VNA的12项误差模型[1],模型中下标带A 的S参数为被测(DUT)的实际S参数,下标带M的S参数为VNA测出的S参数。12项误差为:有效方向性误差EDF和EDR,传输跟踪误差ETF和ETR,反向测量跟踪误差ERF和ERR,通道隔离度误差EXF和EXR,等效源失配误差ESF和ESR,等效负载失配误差ELF和ELR。利用模型可以获得DUT网络包括12个误差项在内的测量值的解析表达式,VNA通过对一系列已知S参数的校准件的测量,求解系统的误差系数,从而获得DUT网络的实际S参数。

2018年微波毫米波器件行业分析报告

2018年微波毫米波器件行业分析报告 2018年3月

目录 一、军民微波/毫米波器件的进展 (5) 1、微波/毫米波技术简介 (5) 2、微波器件：处理/变换微波信号的关键器件 (7) 二、微波/毫米波器件：从军工到民用 (9) 1、国防需求推动微波技术，微波器件不断发展 (9) （1）微波技术，起源于军工 (9) ①雷达依然是微波技术的典型应用 (11) ②电子对抗 (12) ③微波武器 (13) （2）国防需求推动微波器件不断向小型化、多功能、集成化发展 (14) 2、微波/毫米波技术：从航天军工到民用5G+自动驾驶 (16) 3、5G高频化，微波/毫米波器件民用市场广阔 (20) （1）基站射频市场 (21) ①宏基站 (21) ②小基站 (21) ③基站射频器件 (22) （2）终端射频市场 (24) （3）军用单位技术积累深，各有优势，竞争有序 (26) 三、相关企业简况 (29) 1、红相电力：切入军用微波器件领域，形成电力检测+轨交+军工三大主业 (29) 2、金信诺：收购相控阵雷达国产芯片标的，布局“5G+军工” (31) 3、盛路通信：天线射频企业龙头，切入军用微波器件领域 (33)

四、主要风险 (34) 1、5G高频段的技术研发不及预期 (34) 2、微波器件/组件民用化过程不及预期 (34) 3、收购企业业绩不达标和商誉减值风险 (34)

微波技术起源于军工，随着通信向高频发展，将在民用领域得到广泛的应用。微波具有波长短、频带宽、穿透能力强、抗干扰、不易受环境影响特点。自上世纪40年代逐步应用于军用雷达以来，在电子对抗、微波武器、通信、微波检测等军用领域方面应用广泛。微波技术，本身作为军民两用技术，其民用价值不断被研究和发掘，如微波能应用、无线通信、个人通信网、直播卫星接收、甚小孔径终端卫星系统。随着通信逐步向高频段发展和器件工艺的成熟，曾在军用领域大展神威的微波和毫米波技术，将逐步应用到5G高频段、毫米波雷达等民用领域。特别是，5G的关键技术毫米波技术、MIMO（大规模天线）以及波束形成等技术与军用的相控阵雷达技术同源。 微波器件/组件是微波技术的关键组成部分，受国防需求驱动，技术、工艺不断发展，在军工领域起步较早、经验较丰富，具备“军转民”技术基础。微波器件/组件主要功能是处理和变换微波能量和信号，是整机系统的重要组成部分。随着武器装备逐渐向小型化、多功能化、轻量化和集成化发展，推动着微波器件/组件的技术和工艺等不断向前发展。因此，微波器件在军工领域起步较早，相关军工科研单位等在微波器件的研发、生产工艺等方面积累了较多的经验，技术实力较为深厚，具备“军转民”技术基础。 在通信5G和毫米波雷达等民用领域，微波器件/组件市场空间广阔。工信部公告我国5G使用中频率频段，并将位于毫米波的高频率波段作为技术研发试验波段。未来随5G建设的逐渐启动，5G基站的规模化铺设将催生对射频微波器件的大量需求，尤其是对应用于高频

一种新型小型化圆极化微带天线

一种新型小型化圆极化微带天线 徐晓强1徐军1何海丹2秦文奕2 1. 电子科技大学物理电子学院； 2. 中国电子科技集团公司第十研究所 摘要：提出一种单点馈电的小型圆极化微带天线，主要特点是选取高介电常数的介质基板和在圆形贴片上开四个槽减小天线的尺寸，在贴片边切角和在贴片的对角线上选择合适的馈电位置实现馈电圆极化，与采用同样介质的普通微带贴片天线（参考天线）相比工作在相同频率时天线有约20.6%的尺寸下降，同时天线的增益达到3.9dB。 关键字：小型化，圆极化，高介电常数，表面开槽，切角，微带天线，增益 A Novel Compact Circularly Polarized Microstrip Antenna Xu Xiao-qiang1Xu Jun1He Hai-dan2Qin Wen-yi2 1. University of Electronic Science and Technology of China 2. The 10th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation Abstract: A novel compact circularly polarized microstrip antenna is proposed. Using high relative permittivity substrate and four slots of equal arm lengths are embedded in the patch to low antenna resonance frequency, compared to conventional antenna of the same size. Circularly polarized (CP) radiation of microstrip antenna can be achieved by using a single probe feed at the diagonal line of the patch and truncating corners. The design can not only reduce antenna size greatly but also keep considerable gain. The of size antenna is greatly lowed by about 20.6% compared to a conventional CP designed antenna of the same size resonance frequency. The gain of Antenna is 3.9dB. Key Words: compact, circular polarization (CP), high relative permittivity, slots, truncated corners, microstrip antenna，gain 1 引言 微带天线作为一维小型化天线,以其低轮廓、可共形、易集成等颇具特色的优点近年来在天线开发应用中独占鳌头。而高性能圆极化微带天线在当前的应用愈加广泛。圆极化天线的实用意义主要体现在:1. 圆极化天线可接收任意极化的来波,且辐射波也可由任意极化天线收到,故电子侦察和干扰中普遍采用圆极化天线;2. 在通信、雷达的极化分集工作和电子对抗等应用中广泛利用圆极化天线的旋向正交性;3. 圆极化波入射到对称目标(如平面、球面等)时旋向逆转,因此圆极化天线应用于移动通信、GPS等能抑制雨雾干扰和抗多径反射。 随着现代移动通信技术的发展，对手持终端天线，尤其是微带天线的尺寸、性能有了更高的要求，因此，国内外学者针对微带天线小型化技术已做了广泛而深入的研究。其中，减小微带天线尺寸主要有以下几种方法：一是采用高介电常数的介质，天线的谐振频率固定时，尺寸与εr成反比，介电常数增大，天线的尺寸将减小，但是微带天线的增益和带宽也随εr 的增大而减小，限制了此方法的应用；二是采用短路探针，附加短路探针并将其靠近馈电探针时，可以在很大程度上减小贴片尺寸，这是减小尺寸最明显的方法。其原理是利用短路探针和同轴探针之间形成强耦合，等效于一个电容加载，进行阻抗补偿，但是短路探针和馈电探针之间距离很近，对输入阻抗的特性影响非常敏感，不易加工和调试，另外这种天线的频带窄，增益低，因此也限制了其使用；三是在微带贴片上开槽以延长贴片表面的电流路径，从而降低天线的谐振频率，这是目前小型化技术中的主要方法，因为 342