基于LTCC技术的窄带带通滤波器的研究

论文摘要

本文以微波核心无源组件之一的滤波器作为主要的研究内容,基于多层结构的低温共烧陶瓷技术设计了一款低通滤波器和两款不同结构的窄带带通滤波器。本文介绍了低温共烧陶瓷技术的材料特性、应用领域以及微波滤波器的基本原理和设计方法,基于低温共烧陶瓷技术建立了电感和电容基本电路元件的三维结构模型和用于电路参数提取的不同等效电路模型;采用HFSS和ADS对建立的模型进行了仿真,比较了不同结构的电感、电容的优缺点;应用基本的电感、电容模型设计了一款截止频率为3.4GHz的低通滤波器,仿真结果表明,带通滤波器通带中回波损耗最小为15dB,插入损耗最大为0.67dB,体积仅为3.2mm×1.6mm×1mm。应用插入损耗法和微波网络的等效变换的方法,设计了两款中心频率分别为3.4GHz和2.4GHz的窄带带通滤波器,并利用元件之间的耦合效应,对器件性能进行了改善。中心频率为3.4GHz的带通滤波器,体积为3.8mm×2.8mm×0.8mm,相对带宽为5.9%,在中心频率3.4GHz处,回波损耗为28.79dB,插入损耗为1.23dB,在2.8GHz和4.0GHz的带外抑制超过30dB;中心频率为2.4GHz的带通滤波器,体积为3mm×2mm×1mm,相对带宽为10.4%,在中心频率2.4GHz处,插入损耗为1.45dB,回波损耗为23dB,带外2.0GHz和2.8GHz处插入损耗分别达到35dB和40dB。所设计的滤波器体积小,性能高,可以满足实际应用的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国际和国内研究和发展的状况
• 1.3 论文主要研究内容
• 第二章 低温共烧陶瓷（LTCC）工艺技术
• 2.1 低温共烧陶瓷材料
• 2.2 低温共烧陶瓷工艺过程
• 2.3 低温共烧陶瓷工艺技术的优势
• 2.4 低温共烧陶瓷技术应用类型
• 2.4.1 在高密度封装中的应用
• 2.4.2 在微波无源模块中的应用
• 2.4.3 在三维微波集成电路方面的应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于低温共烧陶瓷技术的电感、电容模型
• 3.1 电感的三维立体结构和相应的电路模型
• 3.2 电容三维立体结构和电路模型
• 3.3 由电感、电容集总元件搭建的LTCC 低通滤波器的简单应用
• 3.4 本章小结
• 第四章 微波滤波器的原理和LTCC 滤波器设计
• 4.1 滤波器的基本原理和分类
• 4.2 滤波器的设计方法
• 4.2.1 镜像参数法
• 4.2.2 插入损耗法
• 4.3 滤波器的转换
• 4.3.1 阻抗定标
• 4.3.2 频率定标
• 4.4 微波滤波器的实现
• 4.4.1 理查德变换
• 4.4.2 科洛达恒等关系
• 4.5 基于低温共烧陶瓷技术滤波器的设计流程
• 4.6 基于LTCC 技术的窄带带通滤波器设计
• 4.6.1 中心频率为3.4GHz 的带通滤波器设计
• 4.6.2 中心频率为2.4GHz 的带通滤波器设计
• 4.7 本章小结
• 第五章 工作总结
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果