CN111129679B - 微波电路中金丝键合慢波匹配结构的设计制作方法 - Google Patents

微波电路中金丝键合慢波匹配结构的设计制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明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。

Description

微波电路中金丝键合慢波匹配结构的设计制作方法
技术领域
本发明涉及微波技术领域，特别涉及微波电路中金丝键合慢波匹配结构的设计制作方法。
背景技术
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的中国发明专利(公布号为CN 109935949 A)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。
发明内容
本发明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。本发明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。
本发明用于实现上述目的的技术方案如下：
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延伸方向的一侧位置，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延伸方向的另一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；
其中，第一枝节、第二枝节、曲折线共面。
所述第一枝节、第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；第一过孔位于第一传输层、第二传输层之间，其一端与曲折线的第一端电气连接；第二过孔位于第一传输层、第二传输层之间，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fc,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ZS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ZL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Zout，其中，Zout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Zout、ZS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fc,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ZS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ZL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Zout，其中，Zout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Zout、ZS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过孔、第二过孔，在介质基板的第二传输层设置第一枝节、第二枝节、曲折线，在第一传输层、第二传输层之间设置第一过孔、第二过孔，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Zout、ZS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Z1＝ZS＝50Ω，其中，Z1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)，
公式(4)中，Zin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Zin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枝节、第二枝节组成，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Z1＝50Ω；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Zin的阻抗幅值和阻抗相位，使其中，/>为Zout的共轭复数。
所述步骤五中，基于Zout、ZS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Z1＝ZS＝50Ω，其中，Z1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)，
公式(4)中，Zin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Zin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枝节、第二枝节、第一过孔、第二过孔组成，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Z1＝50Ω；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Zin的阻抗幅值和阻抗相位，使其中，/>为Zout的共轭复数。
一种所述微波电路中金丝键合慢波匹配结构的仿真设计方法，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fc,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ZS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ZL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Zout，其中，Zout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Zout、ZS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仿真设计方法，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fc,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ZS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ZL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Zout，其中，Zout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Zout、ZS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过孔、第二过孔，在介质基板的第二传输层设置第一枝节、第二枝节、曲折线，在第一传输层、第二传输层之间设置第一过孔、第二过孔，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Zout、ZS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Z1＝ZS＝50Ω，其中，Z1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)，
公式(4)中，Zin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Zin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枝节、第二枝节组成，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Z1＝50Ω；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Zin的阻抗幅值和阻抗相位，使其中，/>为Zout的共轭复数。
所述步骤五中，基于Zout、ZS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Z1＝ZS＝50Ω，其中，Z1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)，
公式(4)中，Zin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Zin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枝节、第二枝节、第一过孔、第二过孔组成，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Z1＝50Ω；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Zin的阻抗幅值和阻抗相位，使其中，/>为Zout的共轭复数。
本发明的有益技术效果是：
本发明与传统的高低阻抗线匹配方式相比，一方面，本发明微波电路中的慢波匹配电路、金丝键合慢波匹配结构能根据需要匹配的阻抗和相位进行灵活的设计；另一方面，本发明微波电路中的慢波匹配电路、金丝键合慢波匹配结构采用曲折线和枝节的慢波匹配电路，能够高效的利用版面空间，实现小型化的匹配结构。本发明可以但不限于应用于微波芯片组件中微带与射频芯片之间的金丝键合匹配结构中，实现微波组件小型化的目的。
附图说明
图1为本发涉及的曲折线结构的微带线和传统的微带线的结构示意图。
图2为本发明的匹配电路原理示意图。
图3为本发明的一种微波电路中金丝键合慢波匹配结构的结构示意图。
图4为本发明的另一种微波电路中金丝键合慢波匹配结构的结构示意图。
图5为图4中第一传输层的俯视图。
图6为图4中第二传输层的俯视图。
图7为图4中接地信号层的仰视图。
图8为本发明的慢波匹配电路仿真设计原理示意图。
具体实施方式
下面给出的实例是对本发明的具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明作进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
为更清晰说明本发明，先对本发明慢波匹配电路涉及的相关内容进行说明。
慢波结构可以理解为电磁波在该传输结构中相速度远小于光速的一种传输线结构。在图1中，电磁波沿着微带线以恒定速率V进行传播，那么电磁波在曲折线结构微带线41中从A端到B端走的路径长度为5a1+6a2，相比电磁波在传统微带线42(传统的微带线为直线结构)中从A端到B端走的路径长度a3＝5a1更长，因此，电磁波在相同频率和相速度下，电磁波在曲折线结构微带线41上传输花费的时间要多于在传统微带线42上传输花费的时间，根据公式(1)
相速度Vp是指电磁波等相位面传播的速度，在此指电磁波从A端到B端传输的速度。a3为A端到B端的距离，当a3恒定下，传播时间t增大，VP会减小，因此达到了慢波的目的。根据公式(2)
Vp＝λf (2)
在频率f不变时，Vp变小，信号传输波长λ也会减小，根据公式(3)
A端到B端传输直线距离a3不变时，波长λ减小，信号传输相位增大，达到了在传输距离a3不变的情况下增大传输相位的目的。同样，可以理解为，在传输相位不变时，利用慢波结构可以在较小的传输直线距离下达到所需传输相位的要求。可见，慢波结构能通过调整加载的特殊电路结构尺寸，灵活地设计匹配到需要的特性阻抗幅值和阻抗相位上，可应用于设计匹配电路。基于前述，本发明的慢波匹配电路能够高效地利用版面空间，实现小型化的匹配结构。
图3示例性示出本发明众多实施例中的一种微波电路中金丝键合慢波匹配结构的实施例。该微波电路中金丝键合慢波匹配结构包括介质基板1、第一枝节2、第二枝节3、曲折线4、第一微带线5、第二微带线6、金丝键合线7。
介质基板1包括第一传输层11、接地信号层12。
图3呈现的实施例中，第一枝节2、第二枝节3、曲折线4构成微波电路中的慢波匹配电路。第一枝节2、第二枝节3、曲折线4均为片状结构。曲折线4包括第一端和第二端。第一枝节2置于从曲折线4的第一端向曲折线的第二端延伸方向的一侧位置，其与曲折线4的第一端电气连接。第二枝节3设置于从曲折线4的第一端向曲折线的第二端延伸方向的另一侧位置，其与曲折线4的第一端电气连接。第一枝节2、第二枝节3、曲折线4共面。
较佳的，第一枝节2、第二枝节3以曲折线4的轴线L1为轴呈轴对称布置。
第一微带线5设置于第一传输层11，其与曲折线4的第一端电气连接。
第二微带线6设置于第一传输层，其与金丝键合线7的一端电气连接。金丝键合线7的另一端与曲折线4的第二端电气连接。
图4-7示意性示出本发明的另一种微波电路中金丝键合慢波匹配结构的实施例。该实施例的微波电路中金丝键合慢波匹配结构与图3所呈现的微波电路中金丝键合慢波匹配结构不同之处在于：介质基板1还包括第二传输层13、第一过孔8、第二过孔9，第二传输层13设置于第一传输层11与接地信号层12之间；微波电路中的慢波匹配电路设置于第二传输层13，微波电路中的慢波匹配电路还包括第一过孔8、第二过孔9；第一过孔8位于第一传输层11、第二传输层13之间，其一端与曲折线4的第一端电气连接，其另一端与第一微带线5电气连接；第二微带线6与金丝键合线7的一端电气连接；第二过孔9位于第一传输层11、第二传输层13之间，其一端与曲折线4的第二端电气连接，其另一端与金丝键合线7的另一端连接；曲折线4的折线数量有所不同；第一枝节2、第二枝节3以曲折线4的轴线L2为轴呈轴对称布置。除此之外，该实施例呈现的微波电路中金丝键合慢波匹配结构与图3所呈现的微波电路中金丝键合慢波匹配结构均相同。
需要说明的是，图3呈现的实施例中的慢波匹配电路置换图4呈现的实施例中的慢波匹配电路，或者图4呈现的实施例中的慢波匹配电路置换图3呈现的实施例中的慢波匹配电路，均能够实现本发明的目的。
上述介质基板1可以但不限于采用RO3003陶瓷填充聚四乙烯复合材料，介电常数为3，损耗正切值为0.0013，介质厚度为0.508mm。
本发明还描述一种图3所呈现的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1，确定所选定的介质基板1的板材参数；
步骤二，根据工作频率需求确定输入信号频率fc,再结合所确定的板材参数确定第一微带线5、第二微带线6的特性阻抗均为50Ω，并在介质基板1的第一传输层11分别设置第一微带线5、第二微带线6，同时满足：从第一微带线5拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第一微带线5看去的端口阻抗ZS为50Ω以及从第二微带线6拟与金丝键合线7电气连接的端口向第二微带线6看去的端口阻抗ZL为50Ω；
步骤三，在介质基板1的第一传输层11将金丝键合线7的一端与第二微带线6电气连接；
步骤四，在金丝键合线7的另一端测量向第二微带线6方向看去的端口阻抗Zout，其中，Zout为金丝键合线7拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第二微带线6看去的端口阻抗；
步骤五，基于Zout、ZS设计慢波匹配电路；
步骤六，在介质基板的第一传输层11设置所设计的慢波匹配电路，将金丝键合线7的另一端与曲折线4的第二端电气连接，将第一微带线5与曲折线4的第一端电气连接。
一并参见图2、3、8，步骤五中，基于Zout、ZS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5无反射匹配，则Z1＝ZS＝50Ω，其中，Z1为慢波匹配电路拟与第一微带线5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)，
公式(4)中，Zin为慢波匹配电路拟与金丝键合线7电气连接的端口向慢波匹配电路看去的端口阻抗，为Zin的共轭复数；
(3)由于所设置的慢波匹配电路由曲折线4和第一枝节2、第二枝节3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5电气连接的端口和慢波匹配电路与金丝键合线7电气连接的端口的阻抗不相等；通过调整曲折线4的尺寸使Z1＝50Ω；通过调整曲折线4、第一枝节2和第二枝节3的尺寸从而调整慢波匹配电路的Zin的阻抗幅值和阻抗相位，使其中，/>为Zout的共轭复数。
本发明还描述一种图4所呈现的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1，确定所选定的介质基板1的板材参数；
步骤二，根据工作频率需求确定输入信号频率fc,再结合所确定的板材参数确定第一微带线5、第二微带线6的特性阻抗均为50Ω，并在介质基板1的第一传输层11分别设置第一微带线5、第二微带线6，同时满足：从第一微带线5拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第一微带线5看去的端口阻抗ZS为50Ω以及从第二微带线6拟与金丝键合线7电气连接的端口向第二微带线6看去的端口阻抗ZL为50Ω；
步骤三，在介质基板1的第一传输层11将金丝键合线7的一端与第二微带线6电气连接；
步骤四，在金丝键合线7的另一端测量向第二微带线6方向看去的端口阻抗Zout，其中，Zout为金丝键合线7拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第二微带线6看去的端口阻抗；
步骤五，基于Zout、ZS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过孔8、第二过孔9，在介质基板的第二传输层13设置第一枝节2、第二枝节3、曲折线4，在第一传输层11、第二传输层13之间设置第一过孔8、第二过孔9，将第一过孔8的一端与曲折线4的第一端电气连接，将第一过孔8的另一端与第一微带线5电气连接，将第二过孔9的一端与曲折线4的第二端电气连接，将第二过孔9的另一端与金丝键合线7的另一端连接。
一并参见图2、4-8，步骤五中，基于Zout、ZS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5无反射匹配，则Z1＝ZS＝50Ω，其中，Z1为慢波匹配电路拟与第一微带线5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)，
公式(4)中，Zin为慢波匹配电路拟与金丝键合线7电气连接的端口向慢波匹配电路看去的端口阻抗，为Zin的共轭复数；
(3)由于所设置的慢波匹配电路由曲折线4和第一枝节2、第二枝节3、第一过孔8、第二过孔9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5电气连接的端口和慢波匹配电路与金丝键合线7电气连接的端口的阻抗不相等；通过调整曲折线4的尺寸使Z1＝50Ω；通过调整曲折线4、第一枝节2和第二枝节3的尺寸从而调整慢波匹配电路的Zin的阻抗幅值和阻抗相位，使其中，/>为Zout的共轭复数。
本发明还描述一种图3所呈现的微波电路中金丝键合慢波匹配结构的仿真设计方法，包括以下步骤：
步骤1，选定介质基板1，确定所选定的介质基板1的板材参数；
步骤2，根据工作频率需求确定输入信号频率fc,再结合所确定的板材参数确定第一微带线5、第二微带线6的特性阻抗均为50Ω，并在介质基板1的第一传输层11分别设置第一微带线5、第二微带线6，同时满足：从第一微带线5拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第一微带线5看去的端口阻抗ZS为50Ω以及从第二微带线6拟与金丝键合线7电气连接的端口向第二微带线6看去的端口阻抗ZL为50Ω；
步骤3，在介质基板1的第一传输层11将金丝键合线7的一端与第二微带线6电气连接；
步骤4，在金丝键合线7的另一端测量向第二微带线6方向看去的端口阻抗Zout，其中，Zout为金丝键合线7拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第二微带线6看去的端口阻抗；
步骤5，基于Zout、ZS设计慢波匹配电路；
步骤6，在介质基板的第一传输层11设置所设计的慢波匹配电路，将金丝键合线7的另一端与曲折线4的第二端电气连接，将第一微带线5与曲折线4的第一端电气连接。
一并参见图2、3、8，步骤5中，基于Zout、ZS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5无反射匹配，则Z1＝ZS＝50Ω，其中，Z1为慢波匹配电路拟与第一微带线5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)，
公式(4)中，Zin为慢波匹配电路拟与金丝键合线7电气连接的端口向慢波匹配电路看去的端口阻抗，为Zin的共轭复数；
(3)由于所设置的慢波匹配电路由曲折线4和第一枝节2、第二枝节3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5电气连接的端口和慢波匹配电路与金丝键合线7电气连接的端口的阻抗不相等；通过调整曲折线4的尺寸使Z1＝50Ω；通过调整曲折线4、第一枝节2和第二枝节3的尺寸从而调整慢波匹配电路的Zin的阻抗幅值和阻抗相位，使其中，/>为Zout的共轭复数。
本发明还描述一种图4所呈现的微波电路中金丝键合慢波匹配结构的仿真设计方法，包括以下步骤：
步骤1，选定介质基板1，确定所选定的介质基板1的板材参数；
步骤2，根据工作频率需求确定输入信号频率fc,再结合所确定的板材参数确定第一微带线5、第二微带线6的特性阻抗均为50Ω，并在介质基板1的第一传输层11分别设置第一微带线5、第二微带线6，同时满足：从第一微带线5拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第一微带线5看去的端口阻抗ZS为50Ω以及从第二微带线6拟与金丝键合线7电气连接的端口向第二微带线6看去的端口阻抗ZL为50Ω；
步骤3，在介质基板1的第一传输层11将金丝键合线7的一端与第二微带线6电气连接；
步骤4，在金丝键合线7的另一端测量向第二微带线6方向看去的端口阻抗Zout，其中，Zout为金丝键合线7拟与慢波匹配电路电气连接的端口向第二微带线6看去的端口阻抗；
步骤5，基于Zout、ZS设计慢波匹配电路；
步骤6，所设计的慢波匹配电路包括第一过孔8、第二过孔9，在介质基板的第二传输层13设置第一枝节2、第二枝节3、曲折线4，在第一传输层11、第二传输层13之间设置第一过孔8、第二过孔9，将第一过孔8的一端与曲折线4的第一端电气连接，将第一过孔8的另一端与第一微带线5电气连接，将第二过孔9的一端与曲折线4的第二端电气连接，将第二过孔9的另一端与金丝键合线7的另一端连接。
一并参见图2、4-8，步骤5中，基于Zout、ZS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5无反射匹配，则Z1＝ZS＝50Ω，其中，Z1为慢波匹配电路拟与第一微带线5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)，
公式(4)中，Zin为慢波匹配电路拟与金丝键合线7电气连接的端口向慢波匹配电路看去的端口阻抗，为Zin的共轭复数；
(3)由于所设置的慢波匹配电路由曲折线4和第一枝节2、第二枝节3、第一过孔8、第二过孔9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5电气连接的端口和慢波匹配电路与金丝键合线7电气连接的端口的阻抗不相等；通过调整曲折线4的尺寸使Z1＝50Ω；通过调整曲折线4、第一枝节2和第二枝节3的尺寸从而调整慢波匹配电路的Zin的阻抗幅值和阻抗相位，使其中，/>为Zout的共轭复数。
前述仿真设计可以采用HFSS仿真软件进行设计。
需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再进行描述。
上面参照实施例对本发明进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种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；
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；
所述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延伸方向的一侧位置，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延伸方向的另一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；
其中，第一枝节、第二枝节、曲折线共面；所述第一枝节、第二枝节以曲折线的轴线为轴呈轴对称布置；
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fc,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ZS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ZL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Zout，其中，Zout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Zout、ZS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。
2.根据权利要求1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Zout、ZS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Z1＝ZS＝50Ω，其中，Z1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)，
公式(4)中，Zin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Zin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枝节、第二枝节组成，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Z1＝50Ω；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Zin的阻抗幅值和阻抗相位，使其中，/>为Zout的共轭复数。
3.一种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；
微波电路中的慢波匹配电路，其设置于第二传输层；
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；
所述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延伸方向的一侧位置，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延伸方向的另一侧位置，其与曲折线的第一端电气连接；
其中，第一枝节、第二枝节、曲折线共面；所述第一枝节、第二枝节以曲折线的轴线为轴呈轴对称布置；
所述微波电路中的慢波匹配电路还包括第一过孔、第二过孔；第一过孔位于第一传输层、第二传输层之间，其一端与曲折线的第一端电气连接；第二过孔位于第一传输层、第二传输层之间，其一端与曲折线的第二端电气连接；
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fc,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ZS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ZL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Zout，其中，Zout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Zout、ZS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过孔、第二过孔，在介质基板的第二传输层设置第一枝节、第二枝节、曲折线，在第一传输层、第二传输层之间设置第一过孔、第二过孔，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。
4.根据权利要求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，所述步骤五中，基于Zout、ZS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Z1＝ZS＝50Ω，其中，Z1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)，
公式(4)中，Zin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Zin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枝节、第二枝节、第一过孔、第二过孔组成，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Z1＝50Ω；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Zin的阻抗幅值和阻抗相位，使其中，/>为Zout的共轭复数。
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