基于LTCC技术的微波介质天线项目可行性研究报告
第五章 产品方案与建设规模
5.1产品方案
本项目建成后，年产微波介质陶瓷天线3400万只。
5.2产品用途
微波介质陶瓷天线是各种电子通讯仪器设备中必不可少的组成部分，可以广泛应用于移动通讯手机及移动通讯基站、电话蓝牙技术、汽车导航电子设备、计算机及其无线网络设备、工业电子产品如微波集成电路；多芯片组件技术；无线遥控技术等民用电子仪器设备中，还可广泛应用于航空、航天高新技术电子导航设备、自动化仪表、遥感程序控制仪器设备及卫星通讯等国防军事领域。其主要应用领域如图5-1所示。
图5-1 微波介质陶瓷天线主要用途
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5.3产品原材料
主要原材料为TiO2、BaCO3、Ni（CH3COO）2、ZnO、Nb2O5、CuO、Mg（CH3COO）2和V2O5等
5.4生产规模
项目通过发挥陕西百诺电子科技有限公司现有技术和研发实力，购臵LTCC技术微波介质天线相关生产和检验设备45台（套），建设厂房和配套设施，建成现代化微波介质陶瓷天线生产线。
项目建成达产后，预计年产微波介质陶瓷天线3400万只
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第六章 技术方案、工艺流程及设备方案
6.1技术方案
6.1.1技术实现依据
微波电子元件的谐振频率除了与元件的物理结构有关以外，还与其介质材料有很大关系。谐振公式如下所示：
f?12?LC??r
其中，L为谐振回路总电感，C为谐振回路总电容，εr为介质相对介电常数。可见，在谐振频率固定的情况下，使用越高介电常数的介质，所需的电感、电容量就越少，相对的，元件尺寸就越小。
在微带天线中己经使用得较多的微波介质陶瓷材料的介电常数一般在7～30之间，采用该技术制备的低温烧结高介电常数微波介质陶瓷材料，具有复相结构，微波频段下介电常数高达50以上，同时具有高的品质因数Q〓f值（≥6000），因而可以大幅缩小微波元器件的尺寸，适应电子元件微型化、片式化的发展要求，同时由于烧结温度低，可以使用纯Ag或钯含量较少的内电极，价格只有以往贵金属电极的1/5～1/3，成本大幅度降低，具有低成本优势，且低温烧结技术紧跟世界潮流，该技术已经申请国家专利（申请号：200810236518.X），居于世界先进水平。
LTCC微波介质陶瓷天线的设计方面，为了进一步减小天线的尺寸，一方面使用将微带线弯折形成蛇行线的方法来减小天线的整体
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长度，利用在原先电流流向相互垂直（或成一定角度）的方向再增加一维电流流向，从而增加电流流经的长度，缩小微带线原先所占用的一维空间，另外一方面利用LTCC技术将单层微带线改为多层微带线的形式，从平面走向空间来缩小体积，其中过孔有利于增加器件的电感，这对降频大有裨益。
6.1.2技术原理
微波介质陶瓷天线是在带有导体接地板的介质基片上贴加导体薄片而形成的天线。它利用微带线或同轴线等馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。导体贴片的材料一般是铜和金，可取任意形状，但是，通常我们都用规则的形状如矩形、圆形或圆环形等以简化分析和预测其性能。
基于LTCC技术的微波介质陶瓷天线从本质上讲是微带天线的一种。相对于传统的微带天线，采用LTCC技术在材料的选择，电路结构和布局上都具有更大的优势。尤其在结构和布局上，LTCC工艺理论上允许任意多叠层结构，这就使得电路的布局从平面走向了空间，电路形式更加多样化，设计更为灵活。LTCC微波介质陶瓷天线的设计方面，为了进一步减小天线的尺寸，一方面使用将微带线弯折形成蛇行线的方法来减小天线的整体长度，利用在原先电流流向相互垂直（或成一定角度）的方向再增加一维电流流向，从而增加电流流经的长度，缩小微带线原先所占用的一维空间，另外一方面
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利用LTCC技术将单层微带线改为多层微带线的形式，从平面走向空间来缩小体积。
采用LTCC技术制造微波介质陶瓷天线具有如下优点：陶瓷材料具有优良的高频高Q特性，使用频率可高达几十GHz；使用电导率高的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因素；可以制作线宽小于50纳的细线结构电路；可适应大电流及耐高温特性要求，具有较好的温度特性，如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数；可靠性高，耐高温、高湿、冲振，可应用于恶劣环境；非连续式的生产工艺，允许对生坯基板进行检查，从而提高成品率，降低生产成本等。
6.1.3主要技术与性能指标
本项目微波介质陶瓷天线分为GXFF和GXLT两个系列，其尺寸及主要技术性能指标如表6-1所示。
表6-1 微波介质陶瓷天线的技术指标
型号规格 GXFF1575S25T4 GXFF1575S15T4 GXFF1575S13T4 GXLT2450S9T1 GXLT2450S5T1 GXLT2450S3T1 外形尺寸(mm) 25〓25〓4 15〓15〓4 13〓13〓4 9〓2〓1 5〓2〓1 3.2〓1.6〓1 中心频率(MHz) 1575 1575 1575 2450 2450 2450 带宽增益(MHz) (dBi) ≥10 ≥10 ≥5 ≥10 ≥10 ≥10 4.5 3.0 3.0 3.0 2.5 0.5 工作温度 -40～+85℃ -40～+85℃ -40～+85℃ -40～+85℃ -40～+85℃ -40～+85℃ 35