多层陶瓷封装外壳的微波设计

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图3中的X和1的计算公式如下。

为了得到满足微波传输要求的封装外壳设计，使用HFSS来见了该封装外壳的微波传输模型。通过对模型进行仿真来获得端口阻抗、插入损耗以及驻波比的数据。并在此基础上对微带线过度结构不断优化，最终获得了满足性能要求的设计。首先算出微带线尺寸数据进行建模，得到粗略的模型如图4。

把建立的模型赋予材质和边界条件后，设定仿真条件后就可以求解。通过求解可以得到该结构的阻抗矩阵，插入损耗以及驻波比。经过仿真可以看到该模型得端口阻抗如表1。

得到的端口阻抗接近于50Ω，但插入耗损以及驻波比的数值比较大，如图5，尚需要优化。

观察电磁场在该结构模型中的分布可以发现：在微带线的过渡出电场强度较大，且分布很不均匀。过剩的电荷在此处集中，导致能量辐射损失，造成插损和驻波比偏大，符合上述的理论分析。电场分布图如图6。

根据第一次仿真的结构进行分析，使用SPACEMAPPING的方法在HFSS里对该结构进行优化。

a. 第一次优化后的模型如图7，结果也不是很理想，驻波比仍然偏大。
b. 在此优化后确定模型结构、尺寸如图8。

再次设置材质和边界，进行仿真。得到的端口阻抗数据如表2。

特性阻抗情况比前几次有所改善，插入损耗以及驻波比如图9。

这次模型仿真结构比较理想，在X波段端口阻抗为48.3Ω，相位变化为-0.05°，基本上达到了阻抗匹配的目的；在其间工作频率下，插入损耗<1.05，可以满足期间的工作要求。在此观察电磁场在此结构中的分布（图10）。

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