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低温共烧陶瓷微波带通滤波器设计与传输零点研究

2020-12-06阅读(732)

低温共烧陶瓷微波带通滤波器设计与传输零点研究

论文摘要

随着高频段无线电波资源的开发应用以及移动通信产业的迅猛发展,对微波器件提出了小型化、轻量化的要求。基于低温共烧陶瓷技术的滤波器具有体积小、插损低、性能可靠等优点,在通讯产业中发挥越来越重要的作用。本课题首先对低温共烧陶瓷技术工艺和微波滤波器原理作了介绍,在此基础上,采用电磁仿真的方法对研制滤波器产品进行具体设计。内容如下:（1）以低通原型电路为基准,采用J、K变换器,找出适合于建模的等效电路,并以电路元件参数为基准对模型结构和尺寸进行计算。（2）为了抑制谐波干扰,根据具体研制的产品指标,在滤波器中设计两个传输零点,本论文是通过在滤波器模型中用交叉耦合的带状线和带状线尺寸跳变两种方式来具体实现。（3）针对模型优化过程复杂、时间长的问题,采用与MWO工具相结合的HFSS仿真优化方法,对滤波器三维模型进行调试,有效地缩短了设计周期。设计滤波器的外形尺寸为2.5mm×2.0mm×0.9mm,中心频率f0=2.45GHz,带宽BW=100MHz,带内插损＜2.5dB,带内纹波＜0.5dB,并且在1.75GHz和2.1GHz处各用一个传输零点来抑制谐波干扰,提高阻带性能。设计的LTCC滤波器的性能基本满足各项技术指标要求。LTCC滤波器设计的关键在于找到合适的多层模型,难点在于降低通带内的插损。文章最后对如何通过调整模型结构来获得高Q值的问题做了讨论,并结合LTCC制备工艺给出了进一步完善滤波器设计的思路。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 多层陶瓷微波滤波器研究背景
  • 1.2 本文的研究内容、目的及意义
  • 1.3 本文的内容安排
  • 第2章 低温陶瓷共烧（LTCC）技术
  • 2.1 引言
  • 2.2 LTCC技术概述
  • 2.3 LTCC技术发展进程
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 微波无源滤波器
  • 3.1 引言
  • 3.2 滤波器工作原理
  • 3.3 滤波器的分类
  • 3.4 滤波器主要技术指标
  • 3.5 滤波器电路设计
  • 3.5.1 集总元件低通原型滤波器
  • 3.5.2 频率及元件变换
  • 3.5.3 阻抗（导纳）变换器
  • 3.6 传输线
  • 3.6.1 传输线理论
  • 3.6.2 传输线计算
  • 3.7 本章小结
  • 第4章 LTCC带通滤波器设计与传输零点研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 LTCC滤波器的设计方法
  • 4.3 等效电路设计
  • 4.3.1 带通滤波器原型电路设计
  • 4.3.2 电路变换
  • 4.4 传输零点设计
  • 4.4.1 传输零点的形成原理
  • 4.4.2 具有两个传输零点的带通滤波器电路设计
  • 4.5 LTCC滤波器建模
  • 4.5.1 带通滤波器尺寸设计
  • 4.5.2 带通滤波器模型中传输零点设计
  • 4.6 LTCC带通滤波器FMM算法研究
  • 4.7 LTCC带通滤波器电磁仿真
  • 4.8 带通滤波器仿真优化
  • 4.9 滤波器带内插损讨论和工艺设计考虑
  • 4.10 本章小结
  • 第5章 总结和展望
  • 5.1 结论
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 附录一 切比雪夫低通原型设计参数
  • 附录二 AWR Microwave Office仿真工具介绍
  • 附录三 HFSS10.0介绍
  • 致谢
  • 攻读学位期间参加的科研项目和成果

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