基于空间映射方法设计LTCC滤波器

论文摘要

本文致力于应用空间映射法设计LTCC滤波器的研究工作,为空间映射法理论广泛应用在各种LTCC无源模块设计过程作出基础性工作。本文首先对LTCC多层互连结构进行分析。带状线与通孔连接处圆形焊盘和方形焊盘的形状、大小及带状线线宽和通孔直径都会对多层互连结构的传输特性和反射系数产生影响。通过对多层互连结构的大量仿真结果进行研究并根据微波电路理论进一步分析影响多层互连结构传输特性和反射系数的原因。在电容设计中,利用多层垂直交叉电容的优点,结合多层对称形式电容建立其粗糙模型,应用初始空间映射算法对其进行优化设计,得到最优化设计参数。对LTCC中四种电感结构进行比较,并对其各自的特点进行了说明。在研究LTCC基本无源结构的基础上,根据单传输零点滤波器原型,结合对称形式的多层电容对该单传输零点滤波器的LTCC多层结构进行改进。应用ADS软件多层电路元件库中的分离模型建立LTCC滤波器粗糙模型并进行优化设计,结合主动空间映射法求解粗糙模型和精确模型空间设计参数之间的映射关系,并通过不断地迭代和计算得到精确模型最优化设计参数。该方法应用于1.7-2.0GHz和2.4-2.6 GHz LTCC滤波器设计中,得到最优化设计参数。空间映射法应用于LTCC滤波器设计有效地避免了在复杂的电磁模型中进行优化,提高了设计效率。最后设计制作与LTCC结构相同的PCB多层滤波器,其测试结果符合滤波器指标要求,同时该制作测试过程证明LTCC滤波器电磁仿真结果的有效性,验证了空间映射算法应用于LTCC滤波器优化过程的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 低温共烧陶瓷（LTCC）技术
• 1.1.1 LTCC 技术概念与特点
• 1.1.2 国内外 LTCC 技术发展及应用趋势
• 1.1.3 LTCC 制造工艺
• 1.2 空间映射方法的提出
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 空间映射方法
• 2.1 空间映射优化思想的数学表达
• 2.2 空间映射算法分析
• 2.2.1 初始空间映射算法（OSM）
• 2.2.2 主动空间映射算法（ASM）
• 第三章 LTCC 垂直通孔互连及电容电感分析与设计
• 3.1 引言
• 3.2 层间垂直通孔互连结构分析
• 3.3 LTCC 内埋式电容设计
• 3.3.1 电容结构
• 3.3.2 电容等效电路分析
• 3.3.3 应用初始空间映射法设计 LTCC 电容
• 3.4 LTCC 内埋式电感设计
• 第四章 基于空间映射方法的 LTCC 滤波器设计
• 4.1 滤波器设计原理
• 4.1.1 具有传输零点带通滤波器的设计方法
• 4.1.2 单传输零点带通滤波器实例分析
• 4.2 单传输零点 LTCC 带通滤波器结构
• 4.3 应用主动空间映射算法设计 LTCC 滤波器
• 4.3.1 1.7-2.0GHz 滤波器设计
• 4.3.2 2.4-2.6GHz 滤波器设计
• 4.4 LTCC 滤波器制作、测试及验证
• 第五章 总结
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 空间映射方法工程应用研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间发表的学术论文