專利名稱：光子帶隙共面波導(dǎo)傳輸線及其用于制造功率分配器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳輸線，尤其涉及一種具有光子帶隙(PBG)共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線及利用該傳輸線制造功率分配器的方法。
背景技術(shù)：
一般地，在設(shè)計(jì)傳輸線時(shí)最重要的因素是一個(gè)恰當(dāng)?shù)奶卣髦岛蛡鬏斁€的最大接收功率。最大接收功率是指?jìng)鬏斁€能承受的功率極限值。也就是說，即使傳輸線具有一個(gè)精確的特征值，如果高于最大接收功率的功率被施加到這樣一種傳輸線上，傳輸線本身就會(huì)破裂。
圖1表示具有一般的共面波導(dǎo)(CPW)的傳輸線。
如圖中所示，施加到傳輸線10的輸入端11的信號(hào)通過信號(hào)線13和接地導(dǎo)電層16之間的間隔14產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)，將被傳送到傳輸線10的輸出端12。這時(shí)，傳輸線10的特性阻抗值由信號(hào)線13的寬度，信號(hào)線13與接地導(dǎo)電層16之間的距離14，基底17的厚度和基底17的介電常數(shù)來決定。
此外，倘若基底17的介電常數(shù)高，信號(hào)線13的寬度就非常窄。就是說，如果在具有一個(gè)小寬度(譬如2.5μm)的信號(hào)線14上施加功率，信號(hào)線13可能受熱短路。舉例來講，假設(shè)接地導(dǎo)電層16之間的距離是240μm，為了在具有625μm厚度和12.9介電常數(shù)的砷化鎵(GaAs)基底上實(shí)現(xiàn)具有132ohms或更高的特性阻抗的CPW，信號(hào)線的寬度應(yīng)該小于2.5μm。但是，實(shí)現(xiàn)具有2.5μm寬度或更小的信號(hào)線是非常困難的。因此，具有寬的寬度和高特性阻抗的信號(hào)線的CPW被需要。
最近，使用光子帶隙(PBG)的CPW結(jié)構(gòu)已經(jīng)被提出。對(duì)于特定的頻帶該P(yáng)BG CPW結(jié)構(gòu)被用作具有衰減特性的帶阻濾波器。
該P(yáng)BG抑制電磁波的前進(jìn)并改變阻抗和傳輸信號(hào)的相位。該P(yáng)BG結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在具有微帶形式的天線，諧振器，濾波器等等。
但是，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的PBG CPW結(jié)構(gòu)不能獲得高特性阻抗。就是說，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在該P(yáng)BG CPW結(jié)構(gòu)中，為了獲得高阻抗，信號(hào)線的寬度應(yīng)該窄。但如果信號(hào)線的寬度窄，就很難將PBG CPW結(jié)構(gòu)應(yīng)用到微波帶或毫米波帶的無源電路中。
因此，很難將具有PBG CPW結(jié)構(gòu)或具有一般CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線應(yīng)用到要求高阻抗特性的不對(duì)稱威爾金森功率分配器上。此外，由于具有PBG CPW結(jié)構(gòu)或具有普通CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線不能具有高特性阻抗，所以也很難將這樣的傳輸線應(yīng)用到要求高特性阻抗的天線或?yàn)V波器上。
就目前所描述的，在根據(jù)本發(fā)明的共面波導(dǎo)(CPW)中，如果特性阻抗被提高，信號(hào)線的寬度應(yīng)該顯著地減少。此外，如果在高頻帶內(nèi)的特性阻抗被提高，信號(hào)線的寬度應(yīng)該大大的減少。由于這個(gè)原因所以很難實(shí)現(xiàn)具有高阻抗的傳輸線。
此外，由于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的功率分配器在高頻帶內(nèi)分配高功率并要求高特性阻抗，所以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)很難將具有PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線應(yīng)用到功率分配器上。就是說，具有窄的寬度的信號(hào)線很容易破裂并且難于制造。
根據(jù)另一現(xiàn)有技術(shù)的傳輸線在登記日為2003年2月11日的美國專利號(hào)6,518,864中公開。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有光子帶隙(PBG)共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線及利用該傳輸線制造功率分配器的方法，該功率分配器能提高特性阻抗并提高傳輸線的信號(hào)線寬度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種PBG CPW傳輸線及一種利用該傳輸線制造能提供高功率的功率分配器的方法。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里所表達(dá)的和廣泛描述的，提供了一種具有光子帶隙(PBG)共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線，包括形成在基底上的接地導(dǎo)電層；形成在接地導(dǎo)電層上的線形凹槽；形成在線形凹槽之間的信號(hào)線，靠近信號(hào)線形成并形成在接地導(dǎo)電層上的矩形凹槽；及分別地形成在矩形凹槽處的狹縫，并且該狹縫連接矩形凹槽和線形凹槽。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里所表達(dá)的和廣泛描述的，提供了一種具有光子帶隙(PBG)共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線，包括形成在基底上的接地導(dǎo)電層；形成在接地導(dǎo)電層上的線形凹槽；形成在線形凹槽之間的信號(hào)線；形成在接地導(dǎo)電層上的矩形凹槽；及分別地形成在矩形凹槽邊緣處的狹縫，并且該狹縫連接到與矩形凹槽相對(duì)的線形凹槽上，其中該狹縫彼此對(duì)稱并且互相靠近放置。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里所表達(dá)的和廣泛描述的，提供了一種制造功率分配器的方法，包括在具有第一導(dǎo)電層的基底的部分上形成阻抗層；在阻抗層的部分上和在阻抗層的兩側(cè)面上形成種晶層；在種晶層上形成第二導(dǎo)電層，在第一導(dǎo)電層上形成矩形凹槽；及在矩形凹槽處形成狹縫，其中第一導(dǎo)電層靠近第二導(dǎo)電層形成，同時(shí)該狹縫彼此對(duì)稱并且相互靠近放置。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里所表達(dá)的和廣泛描述的，提供了一種功率分配器，包括一基底；形成在基底的部分上的第一導(dǎo)電層；形成在基底部分上的阻抗層；形成在阻抗層部分上并且形成在阻抗層兩側(cè)面上的種晶層；形成在種晶層上的第二導(dǎo)電層；形成在第一導(dǎo)電層上的矩形凹槽；及連接到矩形凹槽上的狹縫，其中，第一導(dǎo)電層靠近第二導(dǎo)電層形成，并且該狹縫彼此對(duì)稱并且相互靠近放置。
前述的和其他的本發(fā)明的目的，特征，觀點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將從后面的結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中變得很清楚。


被包括用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解并且被包含在說明書中同時(shí)組成說明書一部分的附圖，解釋本發(fā)明的實(shí)施例并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖中圖1是表示具有普通共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線；圖2是表示用于描述本發(fā)明的普通傳輸線其負(fù)載端被短路的圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明具有PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線的第一個(gè)實(shí)施例的圖；
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明具有PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線的第二個(gè)實(shí)施例的圖；圖5是表示傳輸線輸入端的反射系數(shù)與具有根據(jù)本發(fā)明的PBGCPW結(jié)構(gòu)的傳輸線的狹縫寬度(Ws)和狹縫之間距離(dsr)的關(guān)系的圖表；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的PBG CPW結(jié)構(gòu)未被應(yīng)用到傳輸線中的例子與改進(jìn)的PBG CPW結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到傳輸線中的例子的比較的圖表；圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明的功率分配器的不對(duì)稱威爾金森功率分配器的電路圖；圖8是表示應(yīng)用按照本發(fā)明的PBG CPW傳輸線的不對(duì)稱威爾金森功率分配器的結(jié)構(gòu)的圖；圖9A～9E是順序地表示根據(jù)本發(fā)明制造1∶3不對(duì)稱威爾金森功率分配器的方法的圖；圖10是表示通過圖9A～9E的制造功率分配器的方法制造的一個(gè)實(shí)際的1∶3不對(duì)稱威爾金森功率分配器的圖；及圖11是表示應(yīng)用了按照本發(fā)明的PBG CPW結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱威爾金森功率分配器的模擬結(jié)果和實(shí)際測(cè)量結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照?qǐng)D2～11描述具有光子帶隙(PBG)共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線的優(yōu)選實(shí)施例和使用該傳輸線制造能提高特性阻抗，增加傳輸線的信號(hào)線寬度并提供高功率的功率分配器的方法。
圖2是用于描述本發(fā)明的表示普通傳輸線其負(fù)載端被短路的圖。
如圖中所示，當(dāng)負(fù)載端(負(fù)載阻抗Zo)被短路，傳輸線的特性阻抗變成ZX。這里，傳輸線的輸入端的S11是反射系數(shù)。
當(dāng)傳輸線的長(zhǎng)度是λ/4時(shí)，傳輸線的特性阻抗(ZX)與最大反射系數(shù)值一致，并且能夠通過傳輸線的信號(hào)線的寬度獲得。此外，傳輸線的特性阻抗(ZX)能通過下面的表達(dá)式1用傳輸線的輸入端的反射系數(shù)(S11)來表達(dá)。反射系數(shù)的單位是dB。
ZX=ZO×1+100.05×S111-100.05×S11[ohm]]]>..............................表達(dá)式1這里，ZO是負(fù)載阻抗。
舉例來說，傳輸線的信號(hào)線的寬度是2.5μm，并且具有CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線的特性阻抗是132ohms，其中信號(hào)線和接地導(dǎo)電層之間的距離是150μm，通過把132ohms的特性阻抗應(yīng)用到表達(dá)式1中，可以獲得-2.4dB的反射系數(shù)。在設(shè)計(jì)和制造1∶3不對(duì)稱威爾金森功率分配器中具有132ohms的傳輸線被使用。但，由于難于生產(chǎn)2.5μm的線寬，因而具有易于生產(chǎn)(實(shí)現(xiàn))的線寬并具有高阻抗的傳輸線被需要。
因此，在本發(fā)明中，信號(hào)線的寬度被固定在規(guī)定的尺寸(譬如，10μm)從而容易實(shí)現(xiàn)，并且為了提高傳輸線的特性阻抗電氣參數(shù)被改變。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用了具有10μm信號(hào)線寬度的改進(jìn)的PBG CPW結(jié)構(gòu)。就是說，即使信號(hào)線的寬度被固定在10μm，特性阻抗仍然達(dá)到132ohms，這里，信號(hào)線的寬度能夠改變，并且根據(jù)設(shè)計(jì)的目的特性阻抗也能改變。
下面，描述使用了PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線結(jié)構(gòu)，在PBG CPW結(jié)構(gòu)中傳輸線的信號(hào)線寬度被規(guī)定(固定)在一個(gè)容易實(shí)現(xiàn)的尺寸，并且其能提高特性阻抗。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明具有PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線的第一個(gè)實(shí)施例的圖；如圖中所示，根據(jù)本發(fā)明具有PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線20包括形成在絕緣基底上的接地導(dǎo)電層23(第一導(dǎo)電層)；形成在接地導(dǎo)電層23上的線形凹槽24從而絕緣基底表面被暴露；形成在線形凹槽24之間的信號(hào)線導(dǎo)電層25(第二導(dǎo)電層)；形成在接地導(dǎo)電層23上的矩形凹槽21；及分別形成在矩形凹槽21邊緣處的狹縫22，并且狹縫22連接到與矩形凹槽21相對(duì)的線形凹槽24上。這里，該狹縫彼此對(duì)稱并靠近放置。在這里，傳輸線的信號(hào)線的寬度是10μm。此外，在接地導(dǎo)電層23上，定位四個(gè)彼此對(duì)稱的矩形凹槽21的位置，同時(shí)定位分別連接到四個(gè)矩形凹槽21的狹縫22的位置。這里，每一對(duì)矩形凹槽21與一個(gè)線形凹槽24相對(duì)，并且一個(gè)狹縫被放置在與線形凹槽24相對(duì)的矩形凹槽21的邊緣處。四個(gè)狹縫彼此對(duì)稱，并靠近排列。
經(jīng)過信號(hào)線25的信號(hào)被連接到四個(gè)對(duì)稱的矩形凹槽21上的窄狹縫22激發(fā)，并且傳輸線的特性阻抗由改進(jìn)的PBG結(jié)構(gòu)的電氣參數(shù)與信號(hào)線的寬度一起來決定。
該電氣參數(shù)是矩形凹槽21的面積(a×b)，狹縫22的寬度(Ws)和長(zhǎng)度(ls)及狹縫22之間的距離(dsr)。在這些電氣參數(shù)中，用于提高具有PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線的特性阻抗的主要電氣參數(shù)是狹縫22的寬度(Ws)和狹縫22之間的距離(dsr)。舉例來講，當(dāng)狹縫22的寬度(Ws)和狹縫22之間的距離(dsr)減少時(shí)，傳輸線的特性阻抗值增大。另一方面，當(dāng)狹縫的寬度(Ws)和狹縫22之間的距離(dsr)增大時(shí)，傳輸線的特性阻抗值減少。就是說，在信號(hào)線25的寬度(譬如，10μm)已經(jīng)被加寬的情況下電感組分被增大，以增大特性阻抗。這里，狹縫22之間的距離(dsr)是指連接到與一線形凹槽24相對(duì)的一對(duì)矩形凹槽21的狹縫之間的距離。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明具有PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線的第二個(gè)實(shí)施例的圖。
如圖4所示，狹縫22的寬度(Ws)和狹縫22之間的距離(dsr)能夠根據(jù)用戶要求的特性阻抗值改變。舉例來講，當(dāng)用戶要求的特性阻抗值小時(shí)，狹縫的寬度(Ws)和狹縫22之間的距離(dsr)增大從而傳輸線的特性阻抗值能下降。另一方面，當(dāng)用戶要求的特性阻抗值大時(shí)，狹縫22的寬度(Ws)和狹縫22之間的距離(dsr)減少從而傳輸線的特性阻抗值能增大。
因此，如圖3和圖4所示，狹縫22的寬度(Ws)和狹縫22之間的距離(dsr)根據(jù)用戶要求的特性阻抗值能進(jìn)行各種不同的設(shè)計(jì)。
圖5是表示傳輸線輸入端的反射系數(shù)與具有PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線的狹縫的寬度(Ws)和狹縫之間的距離(dsr)的關(guān)系的圖表。
如圖中所示，傳輸線輸入端的反射系數(shù)被顯示在X軸上，矩形凹槽21的狹縫之間的距離(dsr)被顯示在右邊的Y軸上，每一對(duì)矩形凹槽21與一個(gè)線形凹槽24相對(duì)，同時(shí)每一個(gè)狹縫的寬度(Ws)被標(biāo)識(shí)在左邊的Y軸上。如圖中所示，當(dāng)狹縫22的寬度(Ws)和狹縫之間的距離(dsr)減少時(shí)，反射系數(shù)增大(由于是-dB)。這里，如果反射系數(shù)增大，傳輸線的特性阻抗也增大。舉例來講，當(dāng)信號(hào)線25的寬度是10μm或更多時(shí)，傳輸線的狹縫寬度(Ws)是50μm，狹縫之間的距離(dsr)是100μm，矩形凹槽21的寬度(a)是1400μm，并且它的長(zhǎng)度(b)是是500μm，反射系數(shù)值變成-2.4dB。當(dāng)反射系數(shù)值是-2.4dB時(shí)，傳輸線的特性阻抗變成132ohms。就是說，為獲得一個(gè)高特征阻抗(132ohms)，優(yōu)化了的狹縫寬度(Ws)是50μm，并且狹縫之間的距離是100μm。此外，傳輸線的特性阻抗值能通過改變傳輸線的狹縫寬度(Ws)和狹縫之間的距離(dsr)來改變，不考慮信號(hào)線25的寬度。
因此，即使傳輸線的信號(hào)線25的寬度寬，特性阻抗值也能通過僅減少狹縫寬度(Ws)和狹縫22之間的距離(dsr)來增大。
下面，將參照?qǐng)D6對(duì)根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的PBG CPW結(jié)構(gòu)沒有應(yīng)用到傳輸線中時(shí)傳輸線的特性阻抗進(jìn)行描述。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的PBG CPW結(jié)構(gòu)未被應(yīng)用到傳輸線上的例子與改進(jìn)的PBG CPW結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到傳輸線上的例子的比較的圖表。
如圖中所示，當(dāng)改進(jìn)的PBG CPW結(jié)構(gòu)沒有被包含在傳輸線中時(shí)，特性阻抗是104ohms，而在改進(jìn)的PBG CPW結(jié)構(gòu)被包含在傳輸線中時(shí)特性阻抗是132ohms。因此，在改進(jìn)的PBG CPW結(jié)構(gòu)沒有被包含在傳輸線中的情況下，反射系數(shù)變成低于-4dB。就是說，通過本發(fā)明，使用具有寬線寬和高特性阻抗的PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線能夠?qū)崿F(xiàn)。
下面，參照?qǐng)D7對(duì)使用了具有寬線寬和高特性阻抗的PBG CPW傳輸線的功率分配器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
圖7是表示用于描述根據(jù)本發(fā)明的功率分配器的一普通不對(duì)稱威爾金森功率分配器的電路圖。
如圖中所示，輸入到端口1的輸入功率被分別分配到端口2和端口3，同時(shí)被分配的功率比被定義為PORT3POWERPORT2POWER=k.]]>為了獲得傳輸線的特性阻抗(Zo2，Zo3)，使用下面的表達(dá)式2。
Zo2=k2×Zo3,Zo3=Zo×(1+k2)k3,R=Zo×(k+1k)]]>...表達(dá)式2這里，特性阻抗(Zo2，Zo3)意思是用于分配功率到各端口2和3的特性阻抗。R是用于增加輸出端口(端口2和端口3)之間的隔離的電阻。這里，計(jì)算的特性阻抗(Zo2，Zo3)分別是44ohms和132ohms，并且用于增加隔離的電阻(R)是115ohms。
下面，參照?qǐng)D8對(duì)使用了具有根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的PBG CPW結(jié)構(gòu)的傳輸線的1∶3不對(duì)稱威爾金森功率分配器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
圖8是表示使用按照本發(fā)明的PBG CPW傳輸線的不對(duì)稱威爾金森功率分配器的圖。具有12.9介電常數(shù)和625μm厚度的砷化鎵(GaAs)基底被使用在不對(duì)稱威爾金森功率分配器中。此外，為了獲得44ohms的特性阻抗，優(yōu)選地，信號(hào)線31的寬度是136μm，同時(shí)信號(hào)線31和接地導(dǎo)電層23之間的距離是52μm。此外，為了獲得132ohms的特性阻抗，優(yōu)選地，信號(hào)線的寬度是10μm，同時(shí)信號(hào)線25和接地導(dǎo)電層23之間的距離是115μm。
為了通過使用網(wǎng)絡(luò)分析器容易地測(cè)量分配器，終端電阻R2和R3用λ/4變壓器和一500ohms的負(fù)載阻抗代替。通過一個(gè)EM(電磁的)模擬器測(cè)量具有改進(jìn)的PBG CPW的1∶3不對(duì)稱威爾金森功率分配器，在3.5GHz～5.5GHz頻帶內(nèi)，功率分配器的介入損耗是-0.7dB，回波損耗是-15dB及兩個(gè)輸出端口(端口2和端口3)之間的隔離是-20dB。并且端口2和端口3之間的功率比是1∶3。
下面的表1表示具有改進(jìn)的PBG CPW的1∶3不對(duì)稱威爾金森功率分配器的設(shè)計(jì)參數(shù)。
表1


下面，將參照?qǐng)D9A～9E對(duì)根據(jù)本發(fā)明的用于制造1∶3不對(duì)稱功率分配器的方法進(jìn)行描述。這里，圖9A～9E是圖8的功率分配器的A-A剖視圖。
圖9A～9E是順序地表示根據(jù)本發(fā)明用于制造1∶3不對(duì)稱威爾金森功率分配器的方法的圖。舉例來講，根據(jù)本發(fā)明用于制造1∶3不對(duì)稱威爾金森功率分配器的方法包括在具有第一導(dǎo)電層23的基底的部分上形成的阻抗層(R)；在阻抗層(R)的部分上和在阻抗層(R)的兩側(cè)面上形成的種晶層27；在種晶層27上形成的第二導(dǎo)電層25，31；在第一導(dǎo)電層23上形成的矩形凹槽21；及在矩形凹槽21處形成的狹縫22。這里，第一導(dǎo)電層23靠近第二導(dǎo)電層25，31形成，并且狹縫22彼此對(duì)稱并相互靠近放置。
下面，將參照?qǐng)D9A～9E對(duì)按照本發(fā)明用于制造1∶3不對(duì)稱威爾金森功率分配器的方法按順序進(jìn)行描述。
首先，如圖9A所示，第一光致抗蝕劑圖案(PR1)形成在基底26上從而625μm的砷化鎵基底26的表面的部分被暴露。這里，第一光致抗蝕劑圖案(PR1)將形成阻抗層(R)。
如圖9B所示，鎳鉻合金(R)阻抗層被沉積在第一光阻圖案(PR1)和暴露的基底上。
如圖9C所示，當(dāng)沉積在第一光致抗蝕劑圖案(PR1)上的鎳鉻合金(R)和第一光阻圖案(PR1)被去除時(shí)，鎳鉻合金保留在暴露的基底上以形成阻抗層。
如圖9D所示，由Au/Ti組成的種晶層27形成在暴露的基底和鎳鉻合金的整個(gè)表面上，同時(shí)第二光致抗蝕劑圖案(PR2)形成在種晶層27的+上。然后，由Au組成的信號(hào)線25，31形成在暴露的種晶層27上。這里，接地導(dǎo)電層23形成在基底26上，并且優(yōu)選地，在接地導(dǎo)電層23的部分被移走之后，阻抗層(R)，種晶層27，和信號(hào)線25，31形成在被移走的部分上。
如圖9E所示，第二光致抗蝕劑圖案(PR2)被移走，通過移走第二光致抗蝕劑圖案(PR2)而暴露的種晶層27通過濕法腐蝕被移走。
這里，通過用于制造功率分配器的方法實(shí)現(xiàn)的Au(信號(hào)線25，31)的厚度是大約3μm。
圖10是表示通過圖9A～9E的用于制造功率分配器的方法制造的一個(gè)實(shí)際的1∶3不對(duì)稱威爾金森功率分配器的圖。
下面，參照?qǐng)D11對(duì)實(shí)際地制造的功率分配器的性能的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行描述。
圖11是表示應(yīng)用了按照本發(fā)明的PBG CPW結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱威爾金森功率分配器的模擬結(jié)果和實(shí)際測(cè)量結(jié)果的圖表。
如圖中所示，可以知道制造的功率分配器通過模擬預(yù)測(cè)的性能的結(jié)果與它的性能的測(cè)試結(jié)果大致相等。
為了測(cè)量制造的功率分配器的性能，使用了惠普公司的HP 8510C網(wǎng)絡(luò)分析器，并且制造的功率分配器的性能的測(cè)試結(jié)果如下面的表2所示。
表2

就是說，通過測(cè)量制造好的功率分配器的性能獲得的值與通過模擬預(yù)測(cè)的值非常相似。測(cè)得的介入損耗和回波損耗分別是-0.7dB和-1.5dB，及輸出端(端口2和端口3)之間的功率比是1∶2.7。此外，由于輸出端之間的隔離是-20dB，已經(jīng)應(yīng)用了本發(fā)明的PBG CPW的功率分配器具有高特性阻抗，能容易地制造，并且能承受高輸入功率。此外，已經(jīng)應(yīng)用了本發(fā)明的PBG CPW的功率分配器能承受高功率。
此外，根據(jù)本發(fā)明的PBG CPW傳輸線能在要求高特性阻抗的天線中和濾波器中用作傳輸線。并且，由于根據(jù)本發(fā)明的PBG CPW傳輸線能通過在有限的結(jié)構(gòu)中增加電感組分來提高特性阻抗，從而它能被應(yīng)用到移相器中以延遲信號(hào)的相位。
正如目前所描述的，具有光子帶隙(PBG)共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線，其優(yōu)勢(shì)在于彼此對(duì)稱的四個(gè)矩形凹槽被放置在接地導(dǎo)電層上，并且與矩形凹槽連接的狹縫的寬度和位置是變化的，從而提高了傳輸線的特性阻抗和信號(hào)線的寬度。
此外，具有光子帶隙(PBG)共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線能容易地制造，并且即使信號(hào)線的寬度被提高，由于特性阻抗能被提高，所以傳輸線能承受更高的功率。
此外，使用了具有光子帶隙(PBG)共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線的功率分配器，由于具有高特性阻抗和寬線寬的傳輸線被應(yīng)用到傳輸線中，所以能防止由于使用高功率使線破裂并且能容易地被制造出來。
在不脫離本發(fā)明宗旨或基本特性的情況下，本發(fā)明可以以幾種形式進(jìn)行表示，可以理解上述實(shí)施例，除非特別指出，不受前面描述的任何細(xì)節(jié)限制，而是應(yīng)該在如權(quán)利要求中所定義的宗旨和范疇內(nèi)做廣義的解釋，同時(shí)所有落在權(quán)利要求的邊界和范圍，或這些邊界和范圍的等價(jià)內(nèi)的改變和修改將被包括在所附的權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有光子帶隙(PBG)共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線，包括形成在基底上的接地導(dǎo)電層；形成在接地導(dǎo)電層上的線形凹槽；形成在線形凹槽之間的信號(hào)線；靠近信號(hào)線形成的矩形凹槽，并且該矩形凹槽形成在接地導(dǎo)電層上；及分別形成在矩形凹槽處的狹縫，同時(shí)該狹縫連接矩形凹槽和線形凹槽。
2.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其特征在于，該狹縫分別形成在該矩形凹槽的邊緣處，該狹縫彼此對(duì)稱并且相互靠近放置。
3.如權(quán)利要求2所述的傳輸線，其特征在于，形成四個(gè)狹縫和四個(gè)矩形凹槽。
4.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其特征在于，該傳輸線的特性阻抗值根據(jù)分別形成在與該線形凹槽相對(duì)的該矩形凹槽處的狹縫之間的距離和該狹縫的寬度而變化，不考慮該信號(hào)線的寬度。
5.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其特征在于，該傳輸線的輸入端的最大反射系數(shù)與傳輸線的特性阻抗值一致。
6.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其特征在于，當(dāng)形成在各矩形凹槽處的狹縫之間的距離和各狹縫的寬度減少時(shí)，該傳輸線的特性阻抗值增大。
7.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其特征在于，當(dāng)形成在各矩形凹槽處的狹縫之間的距離和各狹縫的寬度被改變時(shí)，傳輸線的特性阻抗值被改變。
8.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其特征在于，通過改變?cè)摢M縫之間的距離和該狹縫的寬度，該傳輸線的特性阻抗值被改變，而不涉及信號(hào)線的寬度。
9.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其特征在于，各狹縫的寬度和狹縫之間的距離由該傳輸線的特性阻抗值決定。
10.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其特征在于，當(dāng)各狹縫的寬度和狹縫之間的距離減少時(shí)，傳輸線的反射系數(shù)增大。
11.如權(quán)利要求1所述的傳輸線，其特征在于，為了將傳輸線的特性阻抗值確定為132ohms，狹縫的寬度是50μm或更少，并且狹縫之間的距離是100μm或更少。
12.一種具有光子帶隙(PBG)共面波導(dǎo)(CPW)結(jié)構(gòu)的傳輸線，包括形成在基底上的接地導(dǎo)電層；形成在接地導(dǎo)電層上的線形凹槽；形成在線形凹槽之間的信號(hào)線；形成在接地導(dǎo)電層上的矩形凹槽；及分別形成在矩形凹槽邊緣處的狹縫，并且該狹縫連接到與矩形凹槽相對(duì)的線形凹槽，其中該狹縫彼此對(duì)稱并且相互靠近放置。
13.一種用于制造功率分配器的方法，包括在具有第一導(dǎo)電層的基底的部分上形成電阻層；在電阻層的部分上和在電阻層兩側(cè)表面上形成種晶層；在種晶層上形成第二導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層上形成矩形凹槽；及在矩形凹槽處形成狹縫，其中第一導(dǎo)電層是靠近第二導(dǎo)電層形成，并且該狹縫彼此對(duì)稱并互相靠近放置。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，該狹縫分別形成在矩形凹槽的邊緣處。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，形成四個(gè)狹縫和四個(gè)矩形凹槽。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，形成在各矩形凹槽處的狹縫之間的距離和各狹縫的寬度由傳輸線的特性阻抗值決定，而不考慮第二導(dǎo)電層的寬度。
17.一種功率分配器，包括一基底；形成在基底的部分上的第一導(dǎo)電層；形成在基底的部分上的電阻層；形成在電阻層的部分上并且在電阻層的兩側(cè)表面上的種晶層；形成在種晶層上的第二導(dǎo)電層；形成在第一導(dǎo)電層上的矩形凹槽；及連接到矩形凹槽的狹縫，其中，第一導(dǎo)電層靠近第二導(dǎo)電層形成，并且該狹縫彼此對(duì)稱并相互靠近放置。
18.如權(quán)利要求17所述的功率分配器，其特征在于，該狹縫分別形成在矩形凹槽的邊緣處。
19.如權(quán)利要求17所述的功率分配器，其特征在于，形成四個(gè)狹縫和四個(gè)矩形凹槽。
20.如權(quán)利要求17所述的功率分配器，其特征在于，形成在各矩形凹槽處的狹縫之間的距離和各狹縫的寬度由傳輸線的特性阻抗值決定，而不涉及第二導(dǎo)電層的寬度。
全文摘要
一種光子帶隙共面波導(dǎo)傳輸線和使用該傳輸線用于制造功率分配器的方法，其能提高特性阻抗，提高傳輸線的信號(hào)線寬度并提供高功率，包括形成在基底上的接地導(dǎo)電層；形成在接地導(dǎo)電層上的線形凹槽；形成在線形凹槽之間的信號(hào)線；靠近信號(hào)線并形成在接地導(dǎo)電層上的矩形凹槽；及分別形成在矩形凹槽處并連接矩形凹槽和直線凹槽的狹縫。
文檔編號(hào)H01P3/00GK1521534SQ20041003929
公開日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2004年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月13日
發(fā)明者高英俊, 樸宰永 申請(qǐng)人:Lg電子有限公司