基于LTCC技術的平衡式功率放大器設計與熱分析.pdf

1、基于LTCC的多芯片組件技術是實現(xiàn)系統(tǒng)集成的重要技術,在微波毫米波電路應用中,其顯著特征是采用金屬導體進行布線,內置無源器件,并在頂層鍵合有源器件,這種疊層工藝,三維布局的方式使得電子通信系統(tǒng)小型化、低成本、高性能成為可能,但器件工作時的發(fā)熱會對系統(tǒng)的可靠性有很大影響,因此,對于基于LTCC技術的多芯片組件的熱分析具有重要意義。
　　本文根據(jù)耦合器的理論基礎,采用ADS分別對分支線耦合器和環(huán)形耦合器進行理論上的設計驗證,在HFSS

2、中進行建模仿真,耦合器的工作頻段為11.5GHz-12.5GHz,回波損耗小于-20dB,輸出端口幅度不平衡度小于1dB,輸入端口隔離度小于-20dB。在ANSYS中分別對這兩種耦合器進行了熱分析,討論了在不同的生熱率、工作環(huán)境、介質厚度條件下器件的熱分布、熱流分布、熱形變及熱應變,兩種耦合器從熱性能及電性能角度均符合我們的設計要求,可以作為功率分配合成元件。從熱性能與電性能角度比較了兩種耦合器,選用分支線耦合器作為功率分配合成器件,根

3、據(jù)提出的性能指標,選用Hittite公司的HMC942LP5GE作為平衡式功率放大器的有源器件,采用ADS對平衡式功率放大器整體的電參數(shù)進行仿真優(yōu)化,仿真結果表明,在11GHz-13GHz工作頻段內,平衡式功率放大器的輸出功率可達33dBm,回波損耗小于-20dB,增益平坦度小于1dB,符合設計要求。針對器件溫度與熱耦合問題,對模型提出了三種改進方法,通過仿真對比,平衡式功率放大器的表面溫度和熱耦合明顯降低。從電性能及結構的熱分析都驗證