慢波匹配电路、金丝键合慢波匹配结构及其仿真设计方法技术

本发明专利技术公开一种微波电路中的慢波匹配电路，包括：曲折线，其包括第一端和第二端；第一枝节，其设置于从曲折线的第一端向曲折线的第二端方向的一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；第二枝节，其设置于从曲折线的第一端向曲折线的第二端方向的另一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；第一、二枝节、曲折线共面。它采用曲折线和枝节的慢波匹配电路，实现小型化的匹配结构。本发明专利技术还公开金丝键合慢波匹配结构及其仿真设计、设计制作方法，其能根据需要匹配的阻抗和相位进行灵活的设计。

Slow wave matching circuit, gold wire bonding slow wave matching structure and its simulation design method

【技术实现步骤摘要】
慢波匹配电路、金丝键合慢波匹配结构及其仿真设计方法
本专利技术涉及微波
，特别涉及微波电路中的慢波匹配电路、金丝键合慢波匹配结构及其仿真设计方法。
技术介绍
金丝键合广泛应用于微波毫米波系统集成封装中，采用高纯度的金丝将芯片和微带引线连接起来。由于采用的双金丝走线会产生感性互耦，引起微波传输电路发生感性失配，微波信号的传输效率就会降低。因此为了抵消电感效应使微波电路能够匹配传输，传统的解决方法是在微带线至金丝键合端之间加入高低阻抗线（一种由一段等效为电感的高阻抗微带线和一段等效为电容的低阻抗微带线串联组成的结构）微带匹配结构，减小金丝键合线引起的电感效应。但传统的匹配方式采用的高低阻抗线匹配结构长度较长，且没有高效地利用版面空余面积，致使相关微波通信设备的尺寸较大。申请号为201910261574.7的中国专利技术专利（公布号为CN109935949A）中，利用了垂直通孔和高低阻抗线匹配金丝键合线，该结构尺寸因采用直线走线形式而导致匹配结构长度较长。可见，传统的金丝键合匹配结构采用传统的高低阻抗线设计匹配电路，这种结构长度较长，致使相关微波通信设备的尺寸较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微波电路中的慢波匹配电路、金丝键合慢波匹配结构及其设计、设计制作方法。本专利技术采用曲折线和枝节慢结构设计能显著减小慢波匹配电路的长度，实现慢波匹配电路、金丝键合慢波匹配结构小型化设计，解决了目前微波电路或器件面临的设计难题。本专利技术用于实现上述目的的技术方案如下：<br>一种微波电路中的慢波匹配电路，包括：曲折线，其包括第一端和第二端；第一枝节，其设置于从曲折线的第一端向曲折线的第二端方向的一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；第二枝节，其设置于从曲折线的第一端向曲折线的第二端方向的另一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；其中，第一、二枝节、曲折线共面。所述第一、二枝节以曲折线的轴线为轴呈轴对称布置。一种微波电路中金丝键合慢波匹配结构，包括：介质基板，其包括第一传输层及接地信号层；所述微波电路中的慢波匹配电路，其设置于第一传输层；第一微带线，其设置于第一传输层，其与曲折线的第一端电气连接；第二微带线，其设置于第一传输层；金丝键合线，其一端与第二微带线电气连接，其另一端与曲折线的第二端电气连接。一种微波电路中金丝键合慢波匹配结构，包括：介质基板，其包括第一传输层、接地信号层及设置于第一传输层和接地信号层之间的第二传输层；所述微波电路中的慢波匹配电路，其设置于第二传输层，其还包括第一过孔、第二过孔；第一过孔位于第一、二传输层之间，其一端与曲折线的第一端电气连接；第二过孔位于第一、二传输层之间，其一端与曲折线的第二端电气连接；第一微带线，其设置于第一传输层，其与第一过孔另一端电气连接；第二微带线，其设置于第一传输层；金丝键合线，其一端与第二微带线电气连接，其另一端与第二过孔的另一端电气连接。一种微波电路中金丝键合慢波匹配结构的设计制作方法，包括以下步骤：步骤一，选定介质基板，确定所选定的介质基板的板材参数；步骤二，根据工作频率需求确定输入信号频率,再结合所确定的板材参数确定第一微带线、第二微带线的特性阻抗均为50Ω，并在介质基板的第一传输层分别设置第一微带线、第二微带线，同时满足：从第一微带线拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第一微带线看去的端口阻抗为50Ω以及从第二微带线拟与金丝键合线电气连接的端口向第二微带线看去的端口阻抗为50Ω；步骤三，在介质基板的第一传输层将金丝键合线的一端与第二微带线电气连接；步骤四，在金丝键合线的另一端测量向第二微带线方向看去的端口阻抗，其中，为金丝键合线拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第二微带线看去的端口阻抗；步骤五，基于、设计慢波匹配电路；步骤六，在介质基板的第一传输层设置所设计的慢波匹配电路，将金丝键合线的另一端与曲折线的第二端电气连接，将第一微带线与曲折线的第一端电气连接。一种所述微波电路中金丝键合慢波匹配结构的设计制作方法，包括以下步骤：步骤一，选定介质基板，确定所选定的介质基板的板材参数；步骤二，根据工作频率需求确定输入信号频率,再结合所确定的板材参数确定第一微带线、第二微带线的特性阻抗均为50Ω，并在介质基板的第一传输层分别设置第一微带线、第二微带线，同时满足：从第一微带线拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第一微带线看去的端口阻抗为50Ω以及从第二微带线拟与金丝键合线电气连接的端口向第二微带线看去的端口阻抗为50Ω；步骤三，在介质基板的第一传输层将金丝键合线的一端与第二微带线电气连接；步骤四，在金丝键合线的另一端测量向第二微带线方向看去的端口阻抗，其中，为金丝键合线拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第二微带线看去的端口阻抗；步骤五，基于、设计慢波匹配电路；步骤六，所设计的慢波匹配电路包括第一、二过孔，在介质基板的第二传输层设置第一枝节、第二枝节、曲折线，在第一、二传输层之间设置第一、二过孔，将第一过孔的一端与曲折线的第一端电气连接，将第一过孔的另一端与第一微带线电气连接，将第二过孔的一端与曲折线的第二端电气连接，将第二过孔的另一端与金丝键合线的另一端连接。所述步骤五中，基于、设计慢波匹配电路的方法，包括以下步骤：（1）慢波匹配电路与第一微带线无反射匹配，则==，其中，为慢波匹配电路拟与第一微带线电气连接的端口向慢波匹配电路看去的端口阻抗；（2）评价慢波匹配电路的匹配程度用反射系数Г表示，Г的计算公式为公式（4），（4）公式（4）中，为慢波匹配电路拟与金丝键合线电气连接的端口向慢波匹配电路看去的端口阻抗，为的共轭复数；（3）由于所设置的慢波匹配电路由曲折线和第一、二枝节组成，结构形式为非对称电路结构，因此，慢波匹配电路与第一微带线电气连接的端口和慢波匹配电路与金丝键合线电气连接的端口的阻抗不相等；通过调整曲折线的尺寸使=；通过调整曲折线、第一枝节和第二枝节的尺寸从而调整慢波匹配电路的的阻抗幅值和阻抗相位，使，其中，为的共轭复数。所述步骤五中，基于、设计慢波匹配电路的方法，包括以下步骤：（1）慢波匹配电路与第一微带线无反射匹配，则==，其中，为慢波匹配电路拟与第一微带线电气连接的端口向慢波匹配电路看去的端口阻抗；（2）评价慢波匹配电路的匹配程度用反射系数Г表示，Г的计算公式为公式（4），（4）公式（4）中，为慢波匹配电路拟与金丝键合线电气连接的端口向慢波匹配电路看去的端口阻抗，为的共轭复数；（3）由于所设置的慢波匹配电路由曲折线和第一、二枝节、第一、二过孔组成，结构形式为非对称电路结构，因此，慢波匹配电路与第一微带线电气连接的端口和慢波匹配电路与金丝键合线电气连接的端口的阻抗不相等；通过调整曲折线的尺寸使=；通过调整曲折线、第一枝节和第二枝节的尺寸从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波电路中的慢波匹配电路，其特征在于，包括：/n曲折线，其包括第一端和第二端；/n第一枝节，其设置于从曲折线的第一端向曲折线的第二端方向的一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；/n第二枝节，其设置于从曲折线的第一端向曲折线的第二端方向的另一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；/n其中，第一、二枝节、曲折线共面。/n

【技术特征摘要】
1.一种微波电路中的慢波匹配电路，其特征在于，包括：
曲折线，其包括第一端和第二端；
第一枝节，其设置于从曲折线的第一端向曲折线的第二端方向的一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；
第二枝节，其设置于从曲折线的第一端向曲折线的第二端方向的另一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；
其中，第一、二枝节、曲折线共面。


2.根据权利要求1所述微波电路中的慢波匹配电路，其特征在于，所述第一、二枝节以曲折线的轴线为轴呈轴对称布置。


3.一种微波电路中金丝键合慢波匹配结构，其特征在于，包括：
介质基板，其包括第一传输层及接地信号层；
权利要求1或2所述微波电路中的慢波匹配电路，其设置于第一传输层；
第一微带线，其设置于第一传输层，其与曲折线的第一端电气连接；
第二微带线，其设置于第一传输层；
金丝键合线，其一端与第二微带线电气连接，其另一端与曲折线的第二端电气连接。


4.一种微波电路中金丝键合慢波匹配结构，其特征在于，包括：
介质基板，其包括第一传输层、接地信号层及设置于第一传输层和接地信号层之间的第二传输层；
权利要求1或2所述微波电路中的慢波匹配电路，其设置于第二传输层，其还包括第一过孔、第二过孔；第一过孔位于第一、二传输层之间，其一端与曲折线的第一端电气连接；第二过孔位于第一、二传输层之间，其一端与曲折线的第二端电气连接；
第一微带线，其设置于第一传输层，其与第一过孔另一端电气连接；
第二微带线，其设置于第一传输层；
金丝键合线，其一端与第二微带线电气连接，其另一端与第二过孔的另一端电气连接。


5.一种权利要求3所述微波电路中金丝键合慢波匹配结构的设计制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，选定介质基板，确定所选定的介质基板的板材参数；
步骤二，根据工作频率需求确定输入信号频率,再结合所确定的板材参数确定第一微带线、第二微带线的特性阻抗均为50Ω，并在介质基板的第一传输层分别设置第一微带线、第二微带线，同时满足：从第一微带线拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第一微带线看去的端口阻抗为50Ω以及从第二微带线拟与金丝键合线电气连接的端口向第二微带线看去的端口阻抗为50Ω；
步骤三，在介质基板的第一传输层将金丝键合线的一端与第二微带线电气连接；
步骤四，在金丝键合线的另一端测量向第二微带线方向看去的端口阻抗，其中，为金丝键合线拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第二微带线看去的端口阻抗；
步骤五，基于、设计慢波匹配电路；
步骤六，在介质基板的第一传输层设置所设计的慢波匹配电路，将金丝键合线的另一端与曲折线的第二端电气连接，将第一微带线与曲折线的第一端电气连接。


6.一种权利要求4所述微波电路中金丝键合慢波匹配结构的设计制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，选定介质基板，确定所选定的介质基板的板材参数；
步骤二，根据工作频率需求确定输入信号频率,再结合所确定的板材参数确定第一微带线、第二微带线的特性阻抗均为50Ω，并在介质基板的第一传输层分别设置第一微带线、第二微带线，同时满足：从第一微带线拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第一微带线看去的端口阻抗为50Ω以及从第二微带线拟与金丝键合线电气连接的端口向第二微带线看去的端口阻抗为50Ω；
步骤三，在介质基板的第一传输层将金丝键合线的一端与第二微带线电气连接；
步骤四，在金丝键合线的另一端测量向第二微带线方向看去的端口阻抗，其中，为金丝键合线拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第二微带线看去的端口阻抗；
步骤五，基于、设计慢波匹配电路；
步骤六，所设计的慢波匹配电路包括第一、二过孔，在介质基板的第二传输层设置第一枝节、第二枝节、曲折线，在第一、二传输层之间设置第一、二过孔，将第一过孔的一端与曲折线的第一端电气连接，将第一过孔的另一端与第一微带线电气连接，将第二过孔的一端与曲折线的第二端电气连接，将第二过孔的另一端与金丝键合线的另一端连接。


7.根据权利要求5所述微波电路中金丝键合慢波匹配结构的设计制作方法，其特征在于，所述步骤五中，基于、设计慢波匹配电路的方法，包括以下步骤：
（1）慢波匹配电路与第一微带线无反射匹配，则==，其中，为慢波匹配电路拟与第一微带线电气连接的端口向慢波匹配电路看去的端口阻抗；
（2）评价慢波匹配电路的匹配程度用反射系数Г表示，Г的计算公式为公式（4），

（4）
公式（4）中，为慢波匹配电路拟与金丝键合线电气连接的端口向慢波匹配电路看去的端口阻抗，为的共轭复数；
（3）由于所设置的慢波匹配电路由曲折线和第一、二枝节组成，结构形式为非对称电路结构，因此，慢波匹配电路与第一微带线电气连接的端口和慢波匹配电路与金丝键合线电气连接的端口的阻抗不相等；通过调整曲折线的尺寸使=；通过调整曲折线、第一枝节和第二枝节的尺寸从而调整慢波匹配电路的的阻抗幅值和阻抗相位，使，其中，为的共轭复数。


8.根据权利要求6所述微波电路中金丝键合慢波匹配结构的设计制作方法，其特征在于，所述步骤五中，基于、设...

【专利技术属性】
技术研发人员：方勇，盛浩轩，郭勇，郭听听，钟晓玲，多滨，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51