文档名：太赫兹功率放大单片封装技术研究
摘要：本文对太赫兹功率放大单片封装技术进行研究,主要包括波导-微带垂直过渡和模块内的模式谐振抑制技术.不同于常规的矩形探针平面过渡,本文提出了一种基于分叉探针的垂直过渡结构,适用于多层电路排布的系统/模块封装,并在WR-4波导频段(170～260GHz)进行了背靠背结构的实验验证,在整个波导频带内,回波损耗优于16dB,单个过渡的插入损耗约0.42dB,这包括了波导模块接触不良造成的额外的损耗.为进一步降低过渡损耗,提出了一种开口谐振环结构,用来抑制不良接触导致的电磁泄漏,使过渡损耗降低为原来的一半.此外,为避免功率放大模块内部发生模式谐振,提出将电磁带隙结构设置在平面传输线的上腔来抑制高次模的激励、传输和谐振.应用上述技术对工作于210～230GHz的功率放大单片进行封装及测试.在210GHz,小信号增益达到最大值20.75dB,单端封装损耗约0.8dB;在217GHz达到最大输出功率15.6dBm,与芯片手册数据吻合较好.
Abstract：Inthispaper,thepackagingtechniqueofterahertzmonolithicintegratedpoweramplifierisstudied,i.e.waveguide-to-microstripverticaltransitionandmode-resonancesuppressiontechniques.Differentfromtheconventionalhorizontaltransitionbasedonrectangularprobes,averticaltransitionbasedonabifurcatedprobeisproposed,whichissuit-ableformultilayercircuits.Toverifytheperformance,aback-to-backtransitionisfabricatedandmeasured.Intherangeof170～260GHz,themeasuredreturnlossisbetterthan16dB,whilethesingleinsertionloss,includingthelosscausedbynon-idealmetalliccontact,isaround0.42dB.Tofurtherreducethetransitionloss,aresonanceringwithaslotisproposedtoavoidtheelectromagneticleakage.Asaresult,thesimulatedinsertionlossisreducedbyhalf.Moreover,theissueofmoderesonanceintheamplifiercavityisstudied,andelectromagneticbandgapstructuresaresetabovetheplanetransmis-sionlinetosuppresstheexcitation,transmissionandresonanceofhighermodes.Theabovetechniquesareappliedtoapoweramplifierwhichisoperatedat210～230GHz.Inthemeasurement,themaximumsmall-signalgainof20.75dBandthesinglepackaginglossof0.8dBareobservedat210GHz.At217GHz,themaximumoutputpowerofhigherthan15.6dBmisachieved,whichisconsistentwiththemanual.
作者：张博 张勇 江伟佳 刘广儒 徐锐敏 延波Author：ZHANGBo ZHANGYong JIANGWei-jia LIUGuang-ru XURui-min YANBo
作者单位：电子科技大学电子科学与工程学院,四川成都611731
刊名：电子学报 ISTICEIPKU
Journal：ActaElectronicaSinica
年，卷(期)：2023, 51(10)
分类号：TN454
关键词：波导探针过渡 模式谐振 电磁带隙结构 低损耗封装 功率放大器 毫米波与太赫兹
Keywords：waveguideprobetransition moderesonance electromagneticbandgap low-losspackaging poweram-plifier millimeterwavesandterahertz
机标分类号：
在线出版日期：2024年1月17日
基金项目：太赫兹功率放大单片封装技术研究[
期刊论文] 电子学报--2023, 51(10)张博 张勇 江伟佳 刘广儒 徐锐敏 延波本文对太赫兹功率放大单片封装技术进行研究,主要包括波导-微带垂直过渡和模块内的模式谐振抑制技术.不同于常规的矩形探针平面过渡,本文提出了一种基于分叉探针的垂直过渡结构,适用于多层电路排布的系统/模块封装,并在...参考文献和引证文献
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