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1、第6期电 子 学 报Vol.30No.62002年6月ACTAELECTRONICASINICAJune2002面向CAD的非对称共面波导模型及分析房少军,王百锁(大连海事大学信息工程学院,辽宁大连116026) 摘 要:本文首次提出了一个上下屏蔽的多层介质非对称共面波导模型,并进行了分析.给出了它的有效介电常数,单位长度电容和特性阻抗的解析表达式.并且对由模型所演变出的一个具体实例进行了数值计算和实验测试.最后对该模型所能够演变出的具体CPW的种类进行了归纳与分类.关键词:共面波导(CPW);保角变换;非对称;模型;测试中图分类号:TN81112文献标识码:A文章编号:0
2、37222112(2002)0620804204ACAD2OrientedModelforAsymmetricAllyShieldedMultilayeredCPWFANGShao2jun,WANGBai2suo(InformationCollege,DalianMaritimeUniversity,Dalian,Liaoning116026,China)Abstract:ACAD2orientedmodelforasymmetricallyshieldedmultilayeredCPWisfirstpresentedandanalyzed.Theanalyticexpressio
3、nsforitsrelativeeffectivepermittivity,capacitanceperunitlengthandcharacteristicimpedancearegiven.Apracticalcasededucedfromthemodeliscalculatednumericallyandmeasuredexperimentally.FinallythekindsofCPW,whichcanbededucedfromthemodel,areconcludedandclassified.Keywords:CPW;conformaltransformation;a
4、symmetry;model;measuring1 引言对称的.实际上非对称CPW与两端器件连接时有着更大的灵 共面波导在微波集成电路中有着重要的应用,尤其是近活性,在某些特殊情况下也需要非对称结构的共面波导;另年来随着毫米波与亚毫米波技术的发展,共面波导(CPW)受外,对称CPW可以视为非对称CPW的特例.因此对非对称共到了愈来愈多的重视[1].相对于常规微带线来说,共面波导用面波导的研究更具有一般性,因而更加有意义.法国学者V于砷化镓单片微波集成电路(GaAsMMIC)时有着明显的优FouadHanna于1981年首先提出了非对称共面波导(ACPW)的[10]点:对于各种两端
5、器件,无论是有源的或是无源的,都很容易概念;随后,文献[11,12]分析了ACPW.实现串联或者并联而不必在基片上钻孔;寄生参量小;容易提值得注意的是,目前出现了许多CPW的修正结构.每一高集成电路密度;色散特性也好于微带线[2].为了使电路易于种修正结构的CPW都有自己的CAD模型,如果能够根据各散热以增大电路的功率容量,文献[3,4]提出了在CPW介质种修正结构的CPW提出一种面向CAD的统一CPW模型,将基片的背面增加了金属接地板,这样既有利于电路散热又提为我们建立CPW的CAD软件包提供更大的方便.高了GaAsMMIC的机械强度,此外还可以实现共面微带混合然而,构造一个能够
6、把所有的CPW结构都包含在内的物电路.共面波导不仅可以应用到微波集成电路中,还可以应用理模型是不可能的,但是这种建立统一CPW模型的思路无疑到毫米波和光学集成电路中[5～9].对研究CPW的CAD软件是非常重要的.基于这种想法,本文[1～13]将全波分析方法用于共面波导的研究可以在很宽的频带研究了多种CPW,提出了一个“上下屏蔽多层介质非对范围内得到高精度的解[5].但是保角变换方法易于得到封闭称CPW”模型,如图1所示.这个模型具有六层介质,并且有上形式的解析解,特别适合于建立CAD软件包,而且在20GHz下屏蔽板,六层介质的相对介电常数分别为ε1、ε2、ε3、ε4、ε5、ε6.
7、以内的频率范围,可以达到与全波分析相比拟的精度[6].目前本模型包括了多种在以往文献中出现过的共面波导结构.如已经采用保角变换方法推出了耦合CPW[7],金属导带的损果给定某种具体条件,可以从这个模型中导出相应的具体结耗[8]和多层介质基片CPW[9]的解析表达式,说明保角变换在构的共面波导.因而这个模型特别适合于建立共面波导的建立CAD模型方面具有的重要地位.CAD软件包.在下面的分析中,考虑到共面波导的横截面尺寸然而目前的研究大部分限于对称共面波导.但是,即使我较
