摘要 本文设计了一种用于无线局域网 (WLAN) 应用的 Koch 分形天线。Koch 雪花设计具有对称和自相似结构,可实现空间填充能力并改善天线的表面电流。整体分形天线结构由安装在介电材料(阻燃剂-4 (FR-4),介电常数r=4.4,损耗角正切δ=0.02)两侧的铜箔(贴片和接地平面)组成。天线采用微带线馈电。Koch 分形天线的尺寸为 30 30 1.6mm3,是在高频结构模拟器 (HFSS) 平台上实现的紧凑尺寸设计。使用迭代函数系统 (IFS) 将模拟输出与贴片上实现的不同迭代进行内部比较,并比较三种不同迭代的辐射频率、回波损耗、带宽、增益和方向性的差异。三次迭代的谐振频率范围从 5.8GHz 到 7.47GHz,可用于 WLAN 应用。因此,所提出的 Koch 雪花分形天线设计随着迭代规模的增加而改善了天线参数,例如 S 11 从 -21.35dB 到 -36.32dB,平均增益为 3dB,阻抗带宽为 25.90%。关键词:天线设计、FR-4、接地平面、Koch 雪花、贴片、WLAN 应用
完整的实验装置如图 S1 所示。超导量子比特遵循文献 [1] 中描述的“3D transmon”设计。单个铝制约瑟夫森结与蓝宝石衬底上的两个 0.4 x 1 毫米天线相连,嵌入空的铝块腔中,固定在稀释制冷机的 20 mK 基温下。transmon 芯片采用电子束光刻、双角蒸发和氧化工艺制成隧道结。光谱测量得出量子比特频率 ν q = 5 . 19 GHz,与下一个跃迁相差非谐性 α/ 2 π = 160 MHz。测得的弛豫时间为 T 1 = 16 µ s,拉姆齐时间为 T 2 = 10 . 5 µ s。读出和驱动脉冲由微波发生器产生的两个连续微波音调的单边带调制产生,微波发生器分别设置在 ν c 0 + 62 . 5 MHz 和 ν q + 62 . 5 MHz,其中 ν c 0 = 7 . 74 GHz 是高功率下的腔体频率(图 S3.a)。调制是通过将这些连续波与 62.5 MHz 的脉冲正弦信号混合来完成的,后者由 4 通道泰克任意波形发生器的两个不同通道合成。所有源均由原子钟同步。两个脉冲合并并通过输入线发送到腔体的弱耦合输入端口,输入线在稀释制冷机的各个阶段用低温衰减器进行滤波和衰减,确保进入设备的热激发可以忽略不计。在静止阶段 (850 mK) 使用商用 (来自 K&L) 低通净化滤波器,截止频率为 12 GHz,而在基准温度下插入自制低通滤波器,该滤波器由封闭在装有 Eccosorb 的红外密封盒中的微带线组成。请注意,图 S1 中表示为“反射探针”的类似线已用于现场估计腔体输入和输出耦合率 Γ a,b = γ a,b
由于大量射频 (RF) 和微波 (MW) 应用,高频电路设计领域正受到工业界的广泛关注。改进的半导体器件使得高速数字和模拟系统得以广泛应用,如无线通信、全球定位、雷达以及相关的电气和计算机工程学科。这种兴趣转化为对具有全面高频电路设计原理知识的工程师的强烈需求。然而,对于学生、专业工程师甚至教授这门课程的教师来说,存在一个普遍的问题。现有的大多数教科书似乎针对两类不同的受众:A) 具有广泛理论背景的高级研究生水平人群,和 B) 对数学和物理严谨性不感兴趣的技术人员。因此,RF 电路设计以两种截然不同的形式呈现。对于高级学生来说,进入该领域通常是通过电磁场方法,而对于技术人员来说,嵌入在基尔霍夫定律中的基本电路方面是首选方法。这两种方法都很难充分解决高频设计原理的理论和实际问题。基本电路方法缺乏或只是表面上涵盖了电流和电压的波动性质,而电流和电压的反射和传输特性是射频电路行为不可或缺的要素。电磁场方法当然涵盖了波导和传输线方面,但远远没有触及设计高频放大器、振荡器和混频器电路的重要方面。这本教科书的目标是以一种方式开发射频电路设计方面,以便在不采用电磁场方法的情况下明确传输线原理的必要性。因此,除了大多数学院和大学提供的场和波一年级本科物理课程外,不需要任何电磁背景。具备基本电路理论知识和/或微电子学知识的学生可以使用本书,并涵盖从传输和微带线的基本原理到各种高频电路设计程序的整个范围。冗长的数学推导要么被放到附录中,要么放在与正文分开的例子中。这样可以省略一些枯燥的理论细节,从而将重点放在主要概念上。为了接受提供高水平设计体验的挑战,我们提供了许多例子,这些例子详细讨论了各种设计方法的哲学和复杂性,在许多情况下,这些例子长达数页。
用于高频应用的具有光敏性的低 Df 聚酰亚胺 Hitoshi Araki *、Yohei Kiuchi、Akira Shimada、Hisashi Ogasawara、Masaya Jukei 和 Masao Tomikawa 东丽工业公司电子与成像材料研究实验室,3-1-2 Sonoyama,大津,滋贺 520-0842,日本 *hitoshi.araki.u8@mail.toray 我们研究了聚酰亚胺链的分子运动和极性,开发出了新型低介电常数 (Dk) 和耗散因数 (Df) 聚酰亚胺。我们发现 10-100 GHz 时的 Df 对应于 -150 至 -50 ℃ 时的分子迁移率。为了降低高频时的介电损耗 (=Df),限制低温下的分子运动非常重要。此外,减少聚酰亚胺链中的极性和柔性单元对于获得低 Dk 和 Df 的聚酰亚胺也很重要。我们利用这些知识开发了用于 RDL 的低介电损耗聚酰亚胺。结果,我们获得了新型聚酰亚胺的损耗角正切为 0.002 和介电常数为 2.7。这些聚酰亚胺可以通过正性光刻胶显影的碱性湿法蚀刻和紫外激光烧蚀法进行图案化。我们还通过混合光活性剂开发了光可定义的低损耗角正切聚酰亚胺。与传统的感光聚酰亚胺相比,新型低 Df 聚酰亚胺的微带线插入损耗更低。这些低介电损耗聚酰亚胺适用于 FO-WLP 绝缘体、中介层和其他微电子射频应用。 关键词:聚酰亚胺,低 Dk 和 Df,高频,图案化,低插入损耗 1. 简介 近年来,使用更高频率的 5G 通信技术正在不断推进,以实现高速大容量通信 [1]。此外,用于汽车防撞系统的毫米波雷达将使用超过 60 GHz 的频率 [2]。扇出型晶圆级封装 (FO- WLP) 因其封装尺寸小、制造成本低而备受半导体封装关注。高频 FO-WLP 中的再分布层 (RDL) 需要具有低介电常数 (Dk) 和耗散因数 (Df) 的绝缘体材料 [3]。特别是,采用扇出技术的封装天线 (AiP) 是 5G 时代的关键技术之一。聚四氟乙烯和液晶聚合物被称为低介电常数、低介电损耗材料。然而,这些材料在粘附性和精细图案的图案化性方面存在困难。用于 FO-WLP 再分布层的光电 BCB 介电常数低