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随着现代无线通讯技术在世界范围内的迅速发展,对无线设备的便携化、小型化与多功能化有了更高的要求。然而天线却大多成为无线通讯系统中最为笨重的部件,限制了其进一步发展。封装天线(AiP)十分适合实现介质天线的小型化,其采用系统级封装(SiP)技术或三维多芯片组件(3D-MCM)技术将天线与射频芯片以及其他电子元器件集成封装成为一个整体,有助于提高射频系统的集成度、减小设备尺寸和实现多功能化。同时,低温共烧陶瓷(LTCC)凭借其高介电常数、低介质损耗和容易实现三维层间互连等特点,与封装天线的加工保持着很强的兼容性。本文进行了基于LTCC技术的射频封装天线系统的设计与研究。首先,结合天线理论,设计了一款基于阶梯型层叠结构的多频段封装天线,能够工作于无线协议IEEE802.11和IEEE 802.16下的2.4GHz、3.5GHz和5.8GHz三个频段。其次,利用三维电磁场仿真软件HFSS对所设计的封装天线进行了建模和仿真分析,结果表明其在2.41~2.48GHz、3.47~3.55GHz和5.66~5.89GHz的回波反射系数小于-10dB,且在各频段中心频率处的最大增益值分别为4.91dBi、6.05dBi和6.07dBi,并在整个工作频率范围内的辐射效率高于90%。最后,分析了其多层辐射单元之间的相互影响和工作频率的独立可调性,并利用控制变量法分析了封装天线的各个物理量参数对其性能造成的影响。所设计的封装天线方向性好、增益大、效率高,具有较好的多频特性和较低的交叉极化特性,可适用于Bluetooth、WLAN和WiMAX等多个无线通信领域。