一种基于柔性衬底的微波功率分配器及制备方法技术

一种基于柔性衬底的微波功率分配器及制备方法，包括柔性PET衬底和设置在柔性PET衬底上端面上的高介电常数介质层，高介电常数介质层的上端面上设置有微波功率分配器金属层。在柔性PET衬底上采用磁控溅射的方法涂上一层高介电常数钛酸钡介质层作为微带线介质层。接下来通过ADS仿真软件实现对于特定介电常数以及功分器结构的设计与仿真，生成功分器结构掩膜版，并完成制版。制备好的掩膜版光刻在柔性完成磁控溅射高介电常数介质层的PET衬底，随后进行金属蒸发从而实现一个较高频率下工作以及可弯曲工作的射频功率分配器的制备。本发明专利技术在柔性衬底上制备高性能的柔性射频功分器结构，实现了在不同弯曲状态下电路的正常工作。

A microwave power divider based on flexible substrate and its preparation method

A microwave power divider based on flexible substrate and its preparation method, including a flexible PET substrate and a high dielectric constant layer on the upper end of the flexible PET substrate, is equipped with a microwave power distributor metal layer on the upper end face of the high dielectric constant layer. A high dielectric constant barium titanate medium layer is applied to the flexible PET substrate by magnetron sputtering. Next, we design and simulate the specific dielectric constant and power divider structure through ADS simulation software. We successfully generate the sub structure mask mask and finish the plate making. The prepared mask photolithography is flexible to complete the PET substrate of magnetron sputtering high dielectric constant dielectric layer, then metal evaporation, so as to achieve the preparation of a high-frequency power and flexural RF power divider. The invention provides a high performance flexible RF power divider on a flexible substrate, and realizes the normal operation of the circuit under different bending conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性衬底的微波功率分配器及制备方法
本专利技术涉及一种微波功率分配器。特别是涉及一种基于柔性衬底的微波功率分配器及制备方法。
技术介绍
柔性电子是将有机、无机材料电子器件制作在柔性、可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子科技，在信息、能源、医疗、国防等领域都具有广泛应用。如印刷RFID、电子用表面粘贴、有机发光二极管OLED、柔性电子显示器等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够实现在不同弯曲状态下电路正常工作的基于柔性衬底的微波功率分配器及制备方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种柔性衬底上的微波功率分配器，包括，柔性PET衬底和设置在所述柔性PET衬底上端面上的高介电常数介质层，所述高介电常数介质层的上端面上设置有微波功率分配器金属层。所述微波功率分配器的工作频率为0.8-1.2Ghz。所述的微波功率分配器金属层包括有由微带线构成的：直线形的功率分配器输入单元，输入端分别连接在所述功率分配器输入单元的输出端的第一门形输送单元和第二门形输送单元，输入端对应连接在所述第一门形输送单元的输出端的第一双折弯形输出单元，输入端对应连接在所述第二门形输送单元的输出端的第二双折弯形输出单元，所述第一输出单元的输出端构成微波功率分配器第一输出端，所述第二双折弯输出单元的输出端构成微波功率分配器第二输出端。所述的第一门形输送单元和第二门形输送单元对称设置共同构成矩形结构；所述第一双折弯形输出单元和第二双折弯形输出单元对称设置。所述的第一门形输送单元、第二门形输送单元、第一双折弯形输出单元和第二双折弯形输出单元的折弯处均为弧形折弯。所述微带线的电导率为5.88E+7。一种柔性衬底上的微波功率分配器的制备方法，包括如下步骤：1)在ADS仿真软件中设计出功率分配器的基本原理图，采用微带电路中微带线作为功分器的基本微带线单元，完成各基本微带线单元之间的连线与设计，初始化微带线的基本长宽参数，设计对称的网络结构；2)给出微带线的相关参数；3)对微带线电路图进行S参数为目标的仿真与优化，添加优化控件，设置0.8Ghz-1.2Ghz为目标工作频率区间以及S参数在所述频率区间的数值要求，完成对每个微带线单元的优化设置；4)进行仿真，得到S参数的曲线，并与目标进行对比，进行15次以上优化以后得到最优结果；5)生成功率分配器的版图，进行版图优化后仿真，得到仿真曲线，保存版图；6)根据生成的版图制备掩膜版，在PET塑料衬底上磁控溅射产生97.2高介电常数的介质层；7)使用丙酮和异丙醇在超声中清洗PET衬底，随后在清洗后的衬底上进行1813正性光刻胶的匀胶，所述匀胶速率为4K转速，进行30s时间，在匀胶后对PET衬底进行3分钟的115°温度的前烘；8)根据制备的掩膜版对PET衬底进行对准光刻，形成功率分配器的图案；9)在形成的功率分配器图案上进行金属蒸发，形成厚度为500nm的金电极金属层，对PET衬底去胶以后得到柔性衬底上的微波功率分配器。步骤1)所述的微带线是平行耦合微带线或弧形微带线或一般微带线。步骤2)所述的微带线的相关参数，包括：基板厚度设置为0.5mm，微带线的相对介电常数为97.2，微带线的电导率为5.88E+7，微带电路的封装高度为1.0e+33mm，微带线的金属层厚度为500nm，输入端口的特征阻抗为50欧，输出端口的特征阻抗为70欧，从而得到微带线的长和宽分别为998.784um和8.7451um。本专利技术的一种基于柔性衬底的微波功率分配器及制备方法，通过ADS仿真得到柔性功率分配器的版图设计，采用磁控溅射高介电常数介质层，光刻后金属蒸发生长技术，在柔性衬底上制备高性能的柔性射频功分器结构，实现了在不同弯曲状态下电路的正常工作。本专利技术具有较好的性能以及较高的工作频率，将来有望在可穿戴电子，大规模柔性集成电路等方面取得广泛应用。附图说明图1是本专利技术基于柔性衬底的微波功率分配器的侧视图；图2是本专利技术基于柔性衬底的微波功率分配器的俯视图；图3是本专利技术基于柔性衬底的微波功率分配器S11参数的仿真参数结果图；图4是本专利技术基于柔性衬底的微波功率分配器S21参数的仿真参数结果图。图中1：柔性PET衬底2：高介电常数介质层3：微波功率分配器金属层3.1：功率分配器输入单元3.2：第一门形输送单元3.3：第二门形输送单元3.4：第一双折弯形输出单元3.5：第二双折输出单元3.6：高介电常数介质层具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术的一种基于柔性衬底的微波功率分配器及制备方法做出详细说明。如图1所示，本专利技术的一种柔性衬底上的微波功率分配器，包括，柔性PET衬底1和设置在所述柔性PET衬底1上端面上的高介电常数介质层2，所述高介电常数介质层2的上端面上设置有微波功率分配器金属层3。所述微波功率分配器的工作频率为0.8-1.2Ghz。如图2所示，所述的微波功率分配器金属层3包括有由微带线构成的：直线形的功率分配器输入单元3.1，输入端分别连接在所述功率分配器输入单元3.1的输出端的第一门形输送单元3.2和第二门形输送单元3.3，输入端对应连接在所述第一门形输送单元3.2的输出端的第一双折弯形输出单元3.4，输入端对应连接在所述第二门形输送单元3.3的输出端的第二双折弯形输出单元3.5，所述第一输出单元3.4的输出端构成微波功率分配器第一输出端，所述第二双折输出单元3.5的输出端构成微波功率分配器第二输出端。所述的第一门形输送单元3.2、第二门形输送单元3.3、第一双折弯形输出单元3.4和第二双折弯形输出单元3.5的折弯处均为弧形折弯。所述微带线的电导率为5.88E+7。所述的第一门形输送单元3.2和第二门形输送单元3.3对称设置共同构成矩形结构；所述第一双折弯形输出单元3.4和第二双折弯形输出单元3.5对称设置。本专利技术的一种柔性衬底上的微波功率分配器主要工作原理，通过微波功率分配器的输入端口进行连接较高频率的信号，采用对称结构的高介电常数介质层实现高集成度的设计，基于微带线的基本理论，设计完成高频能量信号一分为二，分为两等分的功能实现。本专利技术首次在柔性PET衬底上完成功率分配器的设计，实现了在不同弯曲状态下电路的正常工作，为柔性射频电路的大规模集成提供了可能。图3是本专利技术基于柔性衬底的微波功率分配器S11参数的仿真参数结果图，S11参数代表着电路的回波损耗，如图3所示，在0.8Ghz-1.2Ghz的频率范围内电路的回波损耗较低，表明了在此频率内电路的性能较好；图4是本专利技术基于柔性衬底的微波功率分配器S21参数的仿真参数结果图，S21参数代表电路的插入损耗，如图4所示，在0.8Ghz-1.2Ghz频率范围内电路的插入损耗稳定并较高，表明了此频率内电路的性能较好。本专利技术的柔性衬底上的微波功率分配器的制备方法，包括如下步骤：1)在ADS仿真软件中设计出功率分配器的基本原理图，采用微带电路中微带线作为功分器的基本微带线单元，完成各基本微带线单元之间的连线与设计，初始化微带线的基本长宽参数，设计对称的网络结构，所述的微带线是平行耦合微带线或弧形微带线或一般微带线；2)给出微带线的相关参数；所述的微带线的相关参数，包括：基板厚度设置为0.5mm，微带线的相对介电常数为97.2，微带线的电导率为5.88E+7，微带电路的封装高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性衬底上的微波功率分配器，其特征在于，包括，柔性PET衬底(1)和设置在所述柔性PET衬底(1)上端面上的高介电常数介质层(2)，所述高介电常数介质层(2)的上端面上设置有微波功率分配器金属层(3)。

【技术特征摘要】
1.一种柔性衬底上的微波功率分配器，其特征在于，包括，柔性PET衬底(1)和设置在所述柔性PET衬底(1)上端面上的高介电常数介质层(2)，所述高介电常数介质层(2)的上端面上设置有微波功率分配器金属层(3)。2.根据权利要求1所述的一种柔性衬底上的微波功率分配器，其特征在于，所述微波功率分配器的工作频率为0.8-1.2Ghz。3.根据权利要求1所述的一种柔性衬底上的微波功率分配器，其特征在于，所述的微波功率分配器金属层(3)包括有由微带线构成的：直线形的功率分配器输入单元(3.1)，输入端分别连接在所述功率分配器输入单元(3.1)的输出端的第一门形输送单元(3.2)和第二门形输送单元(3.3)，输入端对应连接在所述第一门形输送单元(3.2)的输出端的第一双折弯形输出单元(3.4)，输入端对应连接在所述第二门形输送单元(3.3)的输出端的第二双折弯形输出单元(3.5)，所述第一输出单元(3.4)的输出端构成微波功率分配器第一输出端，所述第二双折弯输出单元(3.5)的输出端构成微波功率分配器第二输出端。4.根据权利要求3所述的一种柔性衬底上的微波功率分配器，其特征在于，所述的第一门形输送单元(3.2)和第二门形输送单元(3.3)对称设置共同构成矩形结构；所述第一双折弯形输出单元(3.4)和第二双折弯形输出单元(3.5)对称设置。5.根据权利要求3所述的一种柔性衬底上的微波功率分配器，其特征在于，所述的第一门形输送单元(3.2)、第二门形输送单元(3.3)、第一双折弯形输出单元(3.4)和第二双折弯形输出单元(3.5)的折弯处均为弧形折弯。6.根据权利要求3所述的一种柔性衬底上的微波功率分配器，其特征在于，所述微带线的电导率为5.88E+7。7.一种权利要求1所述的柔性衬底上的微波功率分配器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦国轩，张一波，赵政，王亚楠，党孟娇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12