20km－ 3km－ 200m－ 10m－ 1m以下 3km 200m 10m 1m
微波毫米波技术基本知识
微波频段划分(UHF)
名称 频率
波长
P
L
225- 0.39390 1.55 MHz MHz
133.2- 76.976.9 19.3 cm cm
S
1.553.9 GHz 19.37.69 cm
C
共面波导（coplanar wave guide）
鳍线（fin-line）： 单侧鳍线（Uilateral finline）； 双侧鳍线（Bilateral finline）； 对极鳍线（Antipodal finline）
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鳍线（fin-line
单侧鳍线 双侧鳍线
对极鳍线
微波毫米波技术基本知识
微波毫米波技术基本知识
三维微波集成电路 (3DMIC)
三维微波集成电路 (3DMIC)又称多层微波电 路 (Multilayer Microwave Circuits) 包括: (1)多层微波集成电路 (MuMIC) (2)三维单片微波集成电路 (3DMMIC)两种基 本类型。 (1)多层微波集成电路:
– MCM－L：高密度PCB基板，L表示迭层印 制布 线板
– MCM－C：共烧陶瓷基板，C表示共烧陶瓷工艺 (包括HTCC和LTCC)； HTCC－High Temperatue Cofired Ceramic LTCC－Low Temperatue Cofired Ceramic
– MCM－D：采用其它新绝缘材料的薄膜布线基 板，D表示电介质淀积薄膜工艺；
微波毫米波技术 基本知识
2004年3月
微波毫米波技术基本知识
提纲
1 无线电频段划分 2 射频和微波传输线 3 微波电路技术的发展历程 4 国外毫米波器件和系统应用
微波毫米波技术基本知识
一、无线电频段划分
名称 长波 中波 短波 超短波 微波
频率 波长
15－ 100－ 1.5－ 30－ 300以上 100kHz 1500kHz 30MHz 300MHz
微波毫米波技术基本知识
常用称
射频：1MHz-1GHz 微波：1GHz-30GHz 毫米波：30GHz-300GHz 亚毫米波：300-3000GHz(1000GHz=1THz) 红外：300-416000GHz(1000THz=1pHz) 可见光：0.76－0.4µm
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微波系统构成
– MCM－Si：采用硅工艺的薄膜布线基板，层间 绝缘膜是SiO2、Si；
– MCM－C/D：在共烧陶瓷上形成薄膜布线的基 板。
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MCM的主要特点
集芯片IC和无源元件于一体，避免了元器件 级组装，简化了系统级的组装层次。 高密度互连基板，导线和线间距细化（通常 小于0.1mm）; 高密度多层互连线短，布线密度高，布线密 度每平方英寸250－500根； 能将数字电路、模拟电路、光电器件、微波 器件合理组装在一个封装体内，形成多功能 组件、子系统和系统。
波长 11.3- 9.1-6 7.5-5 6-4 mm 7.5
60- 75- 90- 110- 14090 110 140- 170 220
5-3.3 4-2.7 3.3- 2.7- 2.12.1 1.7 1.4
大气透明窗口：35GHz，95GHz，220GHz，140GHz，225GHz
大气吸收频段：60GHz，120GHz, 185GHz
由分立的有源器件与多层集成无源元件、 连接线构成的集成电路。
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三维微波集成电路 (3DMIC)
(2)三维单片微波集成电路: 在同一基片上将集成的有源器件、无源
元件、连接线等用薄介质层相隔而形成的多 层紧凑的单片集成电路。
两者有着相似的结构 ,将它们统称为三 维微波集成电路。
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多芯片模块(MCM)
MCM－Multi-Chip-Module－是广义的 3DMIC MCM－由若干IC裸片互连在同一块高密度 多层布线基板上并封装在同一管壳中形成的 功能组件。 MCM－与传统平面混合集成电路比较，电 性能提高一个数量级，体积重量降低一个数 量级。
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多芯片模块(MCM)分类
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微波电路技术的发展历程
微波电路或系统的革新体现在元、器件物理 结构和电磁关系两方面。 这种革新来源于对电磁场理论的灵活运用和 商用电磁仿真软件的快速发展； 其成功实现有赖于新材料、新工艺，特别是 半导体和微加工技术的成就。 微波和毫米波集成电路技术和工艺的不断推 陈出新集中体现了微波领域日新月异的技术 进步。
毫米波集成传输线比较
特性 微带
Q 值 较低
单模带 宽 宽 阻抗范 宽 围 过渡 较易
尺寸重 小 量
悬置微 鳍线 带
较高 高
宽
窄
槽线 低 较窄
宽
窄
较窄
较易 较大
容易 大
较难 较小
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共面波 镜像线 导 较低 较高 较窄 较宽
较宽 宽
难 较小 小
三、微波电路技术的发展历程
从分立电路→平面微波集成电路→多层和三维微波 集成电路到多芯片模块。 微波、毫米波子系统的集成化推进了整机系统面貌 迅速更新。 这不仅体现在设备体积重量按数量级减小，而且成 本降低、可靠性提高，从而促进了微波和毫米波技 术在军事和民用领域广泛应用。
传输线 及不连续性
无源和有源器件 (半导体或电真空)
微波部件 微波模块
微波系统
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二、微波和毫米波传输线
TEM传输线
非色散传输线－传播速度 等于填充媒质中的光速， 且不随工作频率而变。
平行双导线 同轴线 带状线 微带线
柱面波导
色散传输线－传播速度随 频率而变。
矩形波导，圆形波导 椭圆形波导 脊波导－单脊和双脊波导
开波导
介质棒波导，哥保线
表面波传输线…特定的频 介质镜象线，光纤
率和波型
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微波集成电路传输线
带状线 ( stripoline ) 微带线（Microstrip） 悬置带线（suspended stripline） 共面线（coplanar line）
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微波集成电路传输线
X
3.9-6.9 6.9GHz 12.4
GHz
7.69- 4.354.35 2.42
cm cm
Ku
12.418 GHz 2.421.67 cm
K
1826.5 GHz 1.671.13 cm
微波毫米波技术基本知识W F D G
频率 26.5- 33- 40- 50GHz 40 50 60 75