LTCC交指型滤波器的原理、设计与仿真

摘要

随着无线通信技术的迅速发展和个人消费电子的普及，对电子产品的高性能、小型化、低功耗等方面提出了更高的要求。利用低温共烧陶瓷（LTCC）技术制作微波滤波器具有小型化的巨大潜力，因而得到国内外广泛的研究。 本文总结了场路结合法设计微波滤波器的一般步骤，并推导出特殊带状线和耦合线阻抗的理论计算公式。通过比较理论计算和软件仿真的结果，证明推导的理论公式具有较高的准确性。根据奇偶模阻抗的计算公式，比较理论公式和软件仿真计算耦合系数的结果，证明理论计算公式的实用性，能够达到缩短设计时间的目的。 本文结合交指型和宽边耦合线结构，设计了一类新型的交指型滤波器。这种结构不同于单层平面交指型结构，其将滤波器的各个谐振器放置于不同的介质层上，并且谐振器之间构成交指结构。这类滤波器结构具有小型化的特点，并且与SIR和г型谐振器相结合时，能够进一步缩小滤波器的体积。为了指导滤波器的后期调试，本文总结了部分结构参数对滤波器性能影响的规律。然后根据相同的性能指标，进行这类滤波器的实例设计，其中中缝耦合型滤波器采用全理论计算获得结构参数的方式。本文给出了仿真结果以及结构参数值，通过比较发现，理论计算结果对滤波器的设计具有很好的指导作用。对于采用SIR和г型谐振器的滤波器结构，其能够在x轴方向上分别缩小20％和50％的尺寸。本文分别进行5级SIR型和4级г型结构的实例设计，其中4级г型滤波器具有更小的体积以及更优的阻带性能。