基于LC谐振器的带通滤波器设计与研究

论文摘要

随着无线移动通信技术的高速发展,传统的前端射频元器件设计理念已经不能满足现今移动通信系统中元器件的需求,基于低温共烧陶瓷（LTCC,Low Temperature Co-fired Ceramic）技术的多层介质结构设计技术却为现今移动通信技术提供了解决方案。本文在设计过程中,通过Ansoft公司三维场仿真软件HFSS（High Frequency Structure Simulator）对LTCC微波滤波器三维结构模型进行仿真模拟和参数提取。以二阶双传输零点带通滤波器为研究对象,进行了数值分析与工程设计。首先,设计了两种新型的二阶双传输零点的带通滤波器结构。一种滤波器谐振腔之间通过电容耦合,利用输入输出端电容耦合一个反馈电容,引入两个传输零点;另一种滤波器谐振腔之间则是采用电感耦合,在接地端引入耦合电容,得到两个传输零点。其次,对这两种类型的二阶带通滤波器做了深入的研究,分析了两种类型滤波器各参数值变化对滤波器性能的影响。然后,给出了这两种二阶电容滤波器的一般方法和步骤。最后,分析了两种二阶带通滤波器的优缺点,指出了它们的一般适用场景。相比于现今国内传统的微波带通滤波器,本文设计的二阶微波带通滤波器不仅拥有体积小、结构紧凑、设计灵活的特点,而且带内插入损耗低以及可以通过调整带外有限传输零点的频率点位置使其拥有更好的频率选择性和抗电磁干扰能力,更加符合现代移动通信的应用前景,具有较大的工程应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 低温共烧陶瓷技术简介
• 1.3 LTCC 多层微波无源滤波器概述
• 1.4 论文研究内容与安排
• 第二章 电容和电感的研究
• 2.1 电容
• 2.1.1 电容的结构
• 2.1.2 电容模型参数提取
• 2.1.3 电容设计
• 2.2 电感
• 2.2.1 电感的结构
• 2.2.2 电感模型参数提取
• 2.2.3 电感设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 微波无源滤波器分析与设计
• 3.1 滤波器的分类
• 3.2 无源滤波器的设计方法与原理
• 3.2.1 低通原型滤波器
• 3.2.2 带通滤波器的频率变换与元件变换
• 3.2.3 阻抗（或导纳）变换器
• 3.2.4 利用阻抗（导纳）变换器的带通滤波器
• 3.3 本章小结
• 第四章 双传输零点二阶带通滤波器的设计研究
• 4.1 滤波器阻带内传输零点形成原理
• 4.2 耦合方式
• 4.3 利用谐振器间电容耦合的二阶双传输零点带通滤波器的设计与实现
• 4.3.1 物理布局
• 4.3.2 集总电路原理
• 4.3.3 实现与仿真结果
• 4.3.4 设计方法与步聚
• 4.4 利用谐振器间电感耦合的二阶双传输零点带通滤波器的设计与实现
• 4.4.1 物理布局
• 4.4.2 集总电路原理
• 4.4.3 实现与仿真结果
• 4.4.4 设计方法与步聚
• 4.5 两种滤波器性能比较
• 4.6 本章小结
• 第五章 本文总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 详细摘要