LTCC交指型滤波器的原理、设计与仿真

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 滤波器的发展概况
• 1.2 微波滤波器的分类及主要技术指标
• 1.3 LTCC 微波滤波器的研究背景及发展现状
• 1.4 本文研究主要内容
• 2 微波滤波器的基本设计原理及方法
• 2.1 引言
• 2.2 网络综合法的基本理论
• 2.3 交指型带通滤波器的设计
• 2.4 微波带通滤波器的设计步骤
• 3 带状线和耦合线阻抗的理论计算
• 3.1 引言
• 3.2 带状线的特征阻抗计算
• 3.3 矩形带状线的特征阻抗计算
• 3.4 耦合带状线
• 4 LTCC 交指型滤波器的设计
• 4.1 引言
• 4.2 LTCC 交指型滤波器
• 4.3 滤波器结构参数的变化对性能参数的影响
• 4.4 滤波器的实例设计
• 4.5 谐振器结构改进
• 5 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 HFSS 软件的仿真原理介绍