基于磷化銦工藝的毫米波天線研究.pdf

1、隨著微波、毫米波通信技術(shù)與半導(dǎo)體工藝的深入發(fā)展，人們對超高速、大容量無線通信的要求愈來愈高。當前的無線點對點通信主要集中在6-42GHz，導(dǎo)致頻帶過于擁擠，發(fā)展前景十分有限，E波段、W波段、D波段等毫米較高頻段由于其性能優(yōu)勢必將成為無線通信發(fā)展的主流頻段。CMOS工藝是當前片上天線設(shè)計所采用的主流工藝，由于CMOS工藝的Si基底介電常數(shù)高、電阻率低，造成天線輻射的大部分電磁波能量被硅基底吸收并消耗，導(dǎo)致天線輻射方向圖畸形，嚴重影響天線的

2、輻射效率。基于CMOS工藝的這些缺陷，本文采用一種新型半導(dǎo)體工藝——磷化銦（InP）工藝。和傳統(tǒng)的CMOS工藝相比，InP禁帶寬度大、電子遷移率高、負阻效應(yīng)顯著，是一種比較理想的毫米波、微波器件基底材料。通過在磷化銦工藝上加載人工磁導(dǎo)體，以阻隔InP基底對片上天線的影響，抑制表面波的傳播，進一步提高天線的輻射性能。本文的主要內(nèi)容如下：
　　1)詳細研究了CMOS工藝和磷化銦（InP）工藝，對其材料特性和工藝進行對比，分別設(shè)計了基于

3、磷化銦（InP）工藝和CMOS工藝的140GHz片上偶極子天線，通過直觀的性能對比，得出在相同條件下，基于磷化銦（InP）工藝的片上偶極子天線性能要優(yōu)于CMOS工藝，采用磷化銦材料作為毫米波天線的襯底其性能更優(yōu)。
　　2)設(shè)計了基于磷化銦（InP）工藝的十字型、耶路撒冷型和領(lǐng)結(jié)型三種類型的人工磁導(dǎo)體，研究人工磁導(dǎo)體各個參數(shù)對其諧振頻率的影響，并對其進行相應(yīng)的總結(jié)。
　　3)設(shè)計基于耶路撒冷型人工磁導(dǎo)體的片上偶極子天線，通過與