具有容差性的多层LTCC带通滤波器的设计与研究

论文摘要

在当今的无线通信系统中,高性能和小型化是大势所趋。因此,许多新的技术都用于解决无源器件的集成方式。其中低温共烧陶瓷（LTCC）技术已经成为实现无源元件特别是射频前端无源模块集成的重要技术。在射频前端模块中,带通滤波器是非常重要的器件,它能让特定频段的信号通过同时抑制了噪声。本文主要研究LTCC滤波器的设计方法和步骤。主要研究内容如下:1.传统滤波器设计方法研究。在传统滤波器设计方法的基础上,通过改变谐振器的结构来获得传输零点,并给出了设计公式。列举了几种典型类型的带通滤波器集总电路。2.LTCC内埋元件设计。分别研究了内埋电感和电容的设计方法,分析推导了折线型电感和电容的导纳参数表达式,并使用AWR、HFSS软件分别对等效电路模型和实际三维结构进行仿真。介绍了阶跃阻抗谐振器（SIR）,提出了一种新型的SIR结构,很好的实现了前面提到的改变了结构的谐振器。3.基于上述研究设计了一个三阶的LTCC带通滤波器。该滤波器使用改变结构的谐振器,在下边带（高频端）实现了一个传输零点。同时在输入和输出端之间加上了一个反馈电容,在上、下边带各产生一个传输零点。由于使用了SIR谐振器,该滤波器的尺寸较小,为2.5mm×2.0mm×0.9mm,通带内（2.40GHz -2.50GHz）的最大插入损耗为1.3dB。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状及趋势
• 1.3 论文内容安排
• 第2章 耦合谐振器滤波器设计基础
• 2.1 引言
• 2.2 低通原型滤波器基础
• 2.3 只有一种电抗元件的低通原型滤波器
• 2.4 由低通到带通的频率变换
• 2.5 K、J 变换器等效电路
• 2.6 传输零点
• 2.6.1 传输零点实现
• 2.6.2 带传输零点的带通滤波器设计公式
• 2.6.3 几种典型的带传输零点的带通滤波器结构
• 2.7 本章小结
• 第3章 LTCC 内埋无源元件仿真设计
• 3.1 引言
• 3.2 电磁仿真工具介绍
• 3.3 内埋电感元件
• 3.3.1 内埋电感结构
• 3.3.2 内埋电感等效电路模型
• 3.3.3 折线型电感设计
• 3.4 内埋电容元件
• 3.4.1 内埋电容结构
• 3.4.2 内埋电容等效电路模型
• 3.4.3 内埋电容设计
• 3.5 SIR 阶梯阻抗谐振器
• 3.5.1 SIR 谐振器的谐振条件及特性
• 3.5.2 SIR 谐振器结构变形
• 3.6 本章小结
• 第4章 LTCC 带通滤波器的实现与仿真
• 4.1 引言
• 4.2 2.45GHzLTCC 带通滤波器设计
• 4.2.1 集总电路设计
• 4.2.2 谐振器设计
• 4.2.3 确定滤波器结构
• 4.2.4 交叉耦合引入传输零点
• 4.2.5 最终滤波器尺寸
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果