基于LTCC技术的高频带低通及带通滤滤器研究

摘要

微波滤波器是现代无线通信、雷达、导航等系统的重要无源组件,也是射频电路中的基本组件。采用LTCC集成技术,可将微波滤波器等无源器件完全嵌入在多层电路中,并能有效安置放大器、混频器等器件,从而实现高密度封装和系统集成,所以系统研究LTCC微波滤波器设计及建模非常重要。
　　 论文运用平行微带耦合线建立了一个截止频率为8.7GHz的低通滤波器模型,其通带内回波损耗大于14dB,插入损耗小于0.2dB,在13GHz至20GHz的阻带中,插入损耗大于25dB,电压驻波比小于1.5,体积为3mm×4mm×0.3mm,在设计中使用反向延长平行微带耦合线的方法加强线间耦合。此外,基于带状线理论,使用宽边带状耦合线实现部分电容、电感,运用多层电耦合结构减小电容所占空间,制作了一个截止频率为2.15Ghz的堆栈低通滤波器模型,其通带内插入损耗小于1dB,回波损耗大于18dB,在2.75GHz至4.8GHz的阻带中,插入损耗大20dB,电压驻波比小于1.25,体积为3.6min×3.2mm×0.33mm。通过对上述两个高频带和低频带的低通滤波器进行比较,提出了提高截止频率的办法。
　　 论文对单一开口环形谐振腔的频率特性做了基础分析,并运用若干个开口环形谐振腔的叠加制作了六款中心频率在7GHz左右的带通滤波器模型,包括二阶、三阶、四阶带通滤波器,通过对比六个模型,提出了增加滤波器阶数或使用不同相对介电常数的LTCC介质层来提高带宽的办法。其中的二阶超宽带带通滤波器的中心频率为6.6GHz,3dB带宽为6.4GHz,相对带宽为97％,通带内插入损耗小于0.2dB,回波损耗大于20dB,电压驻波比VSWR小于1.2,体积为5.5mm×4.5mm×1mm,实现了小体积、超宽带的性能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 LTCC技术研究的背景和意义

1.2 低温共烧陶瓷(LTCC)技术

1.2.1 LTCC的特点

1.2.2 LTCC的应用

1.3 本文研究的主要课题

第二章 基于LTCC技术的滤波器设计方法

2.1 引言

2.2 滤波器的设计基础

2.21 最平坦型滤波器

2.22 等波纹滤波器

2.23 频率变换和阻抗变换

2.24 滤波器传输零点

2.25 滤波器主要参数

2.3 基于LTCC技术的基本设计方法

第三章 基于LTCC技术的低通滤波器研究

3.1 引言

3.2 应用微带耦合线实现的低通滤波器

3.21 微带耦合线理论

3.22 微带耦合线低通滤波器等效电路的简单分析

3.3 堆栈低通滤波器

3.31 带状线的基本原理

3.32 平行带状线耦合电感的计算公式

3.33 堆栈低通滤波器的设计与分析

3.4 本章小结

第四章 基于LTCC技术的MRR带通滤波器的研究

4.1 引言

4.2 耦合谐振腔滤波器的基本工作原理

4.3 单一开口环形谐振腔的分析

4.4 二阶MRR带通滤波器

4.5 三阶MRR带通滤波器

4.6 超宽带带通滤波器

4.7 本章小结

第五章 工作总结

致谢

参考文献

研究成果