微带线原理

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了微带线原理相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

在手机等移动终端内,需要传输射频天线信号,传统通常采用同轴线配合同轴连接器进行传输天线信号,而该种方式仅适用于单通道传输;而随着5g的兴起,对于高频低损耗提出了更高的要求,且多模多频技术的发展,单通道传输已不能满足要求,需要多条信道来传输天线信号,而传统同轴连接器仅能传输一个信道,多通道意味着多个并行的同轴连接器及同轴线,对线路布局造成混乱;现有技术中,已经出现采用板对板结构的连接器配合微带线来传输天线信号,而传动微带线难以达到5g所需球的高频低损耗性能。

技术实现要素:
鉴于此,有必要提供一种适合传输多通道天线信号的微带线。
为解决上述技术问题,本申请提供了一种微带线制造方法,包括如下步骤:
s10、提供第一基材层,所述第一基材层包括第一lcp层及覆于所述第一lcp层上下表面的第一屏蔽层及铜箔层,将所述铜箔层进行蚀刻处理去除多余部分形成至少两条信号线;
s20、提供第二基材层,所述第二基材层包括第二lcp层及覆于所述第二基材层外表面的第二屏蔽层,将所述第二lcp层的内表面压合于所述第一lcp层设有信号线的一侧表面,压合完成后,所述信号线外周均被所述第一、第二lcp层所包覆;
s30、提供保护层,将所述保护层覆于所述第一、第二屏蔽层外表面。
优选地,所述第一、第二lcp层的材料为液晶聚合物,在步骤s20中,所述第一、第二lcp层的压合是在280-290度的温度下进行的,此时,液晶聚合物处于流动性增强且未熔化状态。
优选地,所述第一、第二lcp层压合后,所述第一、第二lcp层依靠流动性填充满所述信号线横向两侧在厚度方向上的空间使所述信号线完全被液晶聚合物材料所包覆。
优选地,所述微带线的两端形成有焊盘,所述焊盘包括有焊接面、边框及若干设于所述焊接面上的焊脚,所述焊接面是剥除所述第一屏蔽层后形成于所述第一lcp层外表面上的。
优选地,所述步骤20或步骤20之后还包括如下步骤:
s40、自所述焊接面打孔形成连通至所述信号线的第一通孔,自所述焊接面打孔形成连通所述第二屏蔽层的第二通孔;
s50、进行电镀工艺,在所述第一、第二通孔内电镀形成金属,所述第一通孔内的金属延伸出所述焊接面并在所述焊接面上形成信号焊脚,所述第二通孔内的金属延伸出所述焊接面并在所述焊接面上形成接地焊脚。
优选地,所述微带线的两端形成有焊盘,所述焊盘包括有焊接面、边框及若干设于所述焊接面上的焊脚,所述焊接面是剥除所述第二屏蔽层后形成于所述第二lcp层外表面上的。
优选地,所述步骤20或步骤20之后还包括如下步骤:
s40、自所述焊接面打孔形成连通至所述信号线的第一通孔,自所述焊接面打孔形成连通所述第一屏蔽层的第二通孔;
s50、进行电镀工艺,在所述第一、第二通孔内电镀形成金属,所述第一通孔内的金属延伸出所述焊接面并在所述焊接面上形成信号焊脚,所述第二通孔内的金属延伸出所述焊接面并在所述焊接面上形成接地焊脚。
优选地,所述第一通孔连通位于所述第一或第二lcp层外表面的焊接面与所述信号线的一侧表面,所述第一通孔不能打穿所述信号线,所述第一通孔内的金属将所述信号线电性延伸至所述信号焊脚上。
参考技术A 微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线。适合制作微波集成电路的平面结构传输线。与金属波导相比,其体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等;但损耗稍大,功率容量小。60年代前期,由于微波低损耗介质材料和微波半导体器件的发展,形成了微波集成电路,使微带线得到广泛应用,相继出现了各种类型的微带线。一般用薄膜工艺制造。介质基片选用介电常数高、微波损耗低的材料。导体应具有导电率高、稳定性好、与基片的粘附性强等特点。
在手机电路中,一条特殊的印刷铜线即构成一个电感微带线,在一定条件下,我们又称其为微带线。一般有两个方面的作用:一是它把高频信号能进行较有效地传输;二是与其他固体器件如电感、电容等构成一个匹配网络,使信号输出端与负载很好地匹配。

1.PCB的特性阻抗Z0与PCB设计中布局和走线方式密切相关。影响PCB走线特性阻抗的因素主要有:铜线的宽度和厚度、介质的介电常数和厚度、焊盘的厚度、地线的路径、周边的走线等。2.当印制线上传输的信号速度超过100MHz时,必须将印制线看成是带有寄生电容和电感的传输线,而且在高频下会有趋肤效应和电介质损耗,这些都会影响传输线的特征阻抗。按照传输线的结构,可以将它分为微带线和带状线。

在PCB的特性阻抗设计中,微带线结构是最受欢迎的,因而得到最广泛的推广与应用。最常使用的微带线结构有4种:表面微带线(surfacemicrostrip)、嵌入式微带线(embeddedmicrostrip)、带状线(stripline)、双带线(dual-stripline)。

2.微带线是位于接地层上由电介质隔开的印制导线,它是一根带状导线(信号线),与地平面之间用一种电介质隔离开.印制导线的厚度、宽度、印制导线与地层的距离以及电介质的介电常数决定了微带线的特性阻抗。如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的,则它的特性阻抗也是可以控制的。单位长度微带线的传输延迟时间,仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关。

ADS实验报告二:滤波器的仿真设计


一、实验名称:滤波器的仿真设计

二、实验要求:

  1. 掌握分立元件LC低通滤波器的设计;
  2. 掌握滤波器设计向导设计滤波器;
  3. 掌握微带线低通滤波器的设计仿真;
  4. 掌握平行耦合微带线带通滤波器的设计与优化仿真。

三、实验内容:

1. 分立元件LC低通滤波器

1.1 设计步骤及原理图

在这里插入图片描述
仿真后可得到当前2.2GHz和4GHz时的衰减结果,以及衰减3dB时的频率为4.5GHz:
在这里插入图片描述
对电容和电感进行调谐:
在这里插入图片描述

1.2 仿真结果

在这里插入图片描述
此时2.2GHz的衰减低于0.2dB,4GHz的衰减高于10dB。由图一m3点和图二m4点可观察出,当电容或电感的调谐增大时,频率衰减越小,减小时则衰减频率相反。更新后的设计图:
在这里插入图片描述

2. 用滤波器设计向导设计滤波器

2.1 设计步骤及原理图

2.1.1 低通

在这里插入图片描述
设置截止频率为4GHz,通带内插入损耗低于2dB,输入输出阻抗为50Ω,在8GHz时的插入损耗大于15dB。
在这里插入图片描述
设计结果:
在这里插入图片描述

2.1.2 高通

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设置截止频率为2GHz,通带内插入损耗低于2dB,输入输出阻抗为50Ω,在1GHz时的插入损耗大于15dB。
在这里插入图片描述
设计结果:
在这里插入图片描述

2.1.3 带通

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设置带通频率为1.5至2GHz,通带内插入损耗低于2dB,输入输出阻抗为50Ω,在带外1至2.5GHz时的带外抑制大于20dB。
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设计结果:
在这里插入图片描述

2.2 仿真结果

2.2.1 低通

在这里插入图片描述
可以观察到小于截止频率4GHz时(m1点)的m3点带内波动小于2dB,当频率为8GHz时(m2点),插入损耗为15.847dB,大于15dB。说明这是一个成功的低通滤波器。

2.2.2 高通

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由此可以观察到大于截止频率2GHz时(m1点)的m3点带内波动小于2dB,当频率为1GHz时(m2点),插入损耗为15.847dB,大于15dB。说明成功实现了高通滤波器。

2.2.3 带通

在这里插入图片描述
对于带通而言,通带内(m1至m2点间m3点),插入损耗远小于2dB,对于带外抑制(m4至m5区间外m6点)损耗则远大于20dB。成功实现带通滤波器的功能。

3. 微带线低通滤波器设计仿真

3.1 设计步骤及原理图

设置相关参数:
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其集总设计图:
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转换成Richards图:
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再由Richards转Kuroda图:
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微带转换:
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参数调整(通过辅助计算器计算)。
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设置MSub
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计算调整微带线参数:
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3.2 仿真结果

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4GHz时,其衰减小于2dB,8GHz时衰减远大于15dB。

4. 平行耦合微带线带通滤波器设计与优化仿真

4.1 设计步骤及原理图

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MSub设置

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计算得到W和L

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设置变量模块
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最终设计图
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优化
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4.2 仿真结果

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优化后,带外(2.8至3.3GHz)衰减基本大于40dB,带内损耗(3至3.1GHz)基本小于0.5dB,端口反射系数基本小于20dB

四、实验总结:

仿真了分立元件LC低通滤波器和低通、高通、带通滤波器。并观察其插入损耗的变化过程。在LC低通滤波器仿真过程,当电容或电感的调谐增大时,频率衰减越小,减小时则衰减频率相反。
滤波器的实验说明在截止频率下的插入损耗小于截止频率的损耗,而在截止频率之外的插入损耗大于其截止频率的损耗。在带通的仿真过程中标明了带外抑制和带内的频率的损耗以直观体现带通滤波器的实现。

Q:

  1. 微带线低通滤波器的设计,以下LC to TLine/TLine to TLine(Kuroda)/LC,TLine to Microstrip 分别完成何种变换?
    在这里插入图片描述
  2. 微带线参数计算,计算面板中的W/L/Z0/E_Eff分别表示什么物理量?
    在这里插入图片描述
  3. 得到S21仿真结果后,应观察哪些频率点位置的S21值,以确定是否符合设计指标?
  4. 平行耦合微带线滤波器设计中,GOAL1~GOAL4四个控件分别优化的目标是什么?

A:

  1. LC to TLine 低通滤波器转变Richards; TLine to TLine(Kuroda) 由Richards转变Kuroda;TLine to Microstrip 由Kuroda 转变微带线。
  2. W表示微带线宽度,L代表微带线长度,Z0表示特性阻抗,E_Eff代表计算微带线长度时的相移。
  3. 观察4GHz时损耗小于2dB和8GHz时损耗大于15dB。
  4. GOAL1:高端带外抑制;GOAL2:带内插损;GOAL3:低端带外抑制;GOAL4:带内回波。

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