导　　师： 彭斌

学科专业： H05

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 电子科技大学

摘　　要： 随着卫星，雷达，通信，航天等技术的不断发展，促使微波器件和组件向着小型化、高频、大功率等方向发展。微波匹配负载作为微波电路组件和系统中广泛使用的一类无源元件，它在微波电路中作为功率吸收元件主要起匹配负载和系统保护等作用。本文就微波匹配负载展开以下三方面的研究工作：在材料方面采用磁控溅射方法制备Ta-N薄膜，研究了Ta/Ta-N多层膜的微结构和电性能，还研究了快速退火以及掺杂Si对Ta-N薄膜的物理结构与电性能的影响。实验结果发现，Ta/Ta-N多层膜的电阻率随着Ta溅射时间增大而减小，薄膜的电阻率从没有Ta层时的240μΩ.cm左右降低到110μΩ.cm左右，TCR从-240ppm/℃左右变化到70ppm/℃左右。对于未掺杂的Ta-N薄膜，利用快速退火工艺在氮气中经过400℃、500℃、600℃、700℃的快速退火，薄膜表面变得较为粗糙，同时薄膜的电阻率从250μΩ.cm升高到700μΩ.cm，TCR从-200ppm/℃降到-50ppm/℃，然后又升到-250ppm/℃。对于掺杂Si的Ta-N薄膜，薄膜的电阻率从未掺杂Si时的700μΩ.cm提高到深度掺杂时的20000μΩ.cm左右，而Ta-N薄膜的TCR从未掺杂的-50ppm/℃左右升高到重掺杂时的-700ppm/℃左右。在微波薄膜匹配负载的设计与仿真方面，利用驻波比法并采用ADS和HFSS软件结合进行综合仿真与宽带匹配，使得微波薄膜匹配负载的设计简单、迅速并准确。设计了工作频率为35GHz，带宽5GHz，承载功率10W的匹配负载；设计了频率范围为DC-12GHz，承载功率为20W的匹配负载；设计了频率范围为DC-18GHz，承载功率为60W的匹配负载；设计了工作频率为35GHz，带宽5GHz，承载功率100W的匹配负载。所设计的负载在各自工作频率范围内电压驻波比均小于1.2。利用ePhysics软件仿真了四种匹配负载在各自满载功率下其电阻薄膜的热分布图，结果表明表面最高温度不超过100摄氏度。在微波薄膜匹配负载的制备与测试方面：根据仿真结果得到的结构参数利用磁控溅射技术结合掩膜图形化工艺制备了薄膜匹配负载，并利用矢量网络分析仪测试匹配负载的微波参数。制备的匹配负载在各自的频率范围内电压驻波比均小于1.3。通过功率加载试验得出在各自承载功率条件下，电阻膜表面温度最高不超过125℃。在微波性能与功率承载能力方面均达到了设计的要求。

关 键 词： 匹配负载 薄膜 仿真

分 类 号： [TB383.2;TM544]

领　　域： [一般工业技术]