微型LTCC平衡濾波器的研究.pdf

1、隨著無線通信和個人無線電子終端產(chǎn)品的日益普及，性能優(yōu)、體積小、成本低及可靠性高的目標(biāo)越來越受到人們的關(guān)注和追求，尤其是器件微型化成為研究的前沿和熱點。射頻無源器件是射頻模塊中重要的組成部分，由于射頻無源器件的固有特性，在系統(tǒng)中占有的體積較大，而采用平面集成技術(shù)縮小的體積遠不能滿足工程需求；先進的LTCC(低溫共燒陶瓷)技術(shù)采用多層立體三維集成技術(shù)，使射頻無源器件小型化、高性能、低成本成為可能。微波平衡濾波器在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中是非常重要

2、的器件。在許多無線通信應(yīng)用中，例如無線局域網(wǎng)，藍牙，WiMAX以及LNB(低噪聲下變頻器)等，平衡濾波電路被廣泛應(yīng)用于射頻前端模塊。本文針對微型LTCC平衡濾波器進行了研究。
　　 單獨探討和研究采用LTCC技術(shù)實現(xiàn)微波濾波器和巴倫設(shè)計的論文較多，然而二者集成在一起實現(xiàn)小型化LTCC平衡濾波器的問題卻未得到足夠關(guān)注，這主要與微波無源器件集成的復(fù)雜性和LTCC器件的電路高密度特點有關(guān)，這也是本項研究面臨的巨大的挑戰(zhàn)和難點所在。

3、r>　　 本文將平衡濾波器與LTCC工藝相結(jié)合，從濾波器和巴倫設(shè)計理論出發(fā)，分別探討和研究了采用LTCC技術(shù)實現(xiàn)微波巴倫和集總參數(shù)濾波器；然后，利用垂直通孔互連工藝技術(shù)將濾波器和巴倫進行互連，并且集成在一個模塊中，從而實現(xiàn)微型微波平衡濾波器。本文成功設(shè)計了兩種微型LTCC平衡濾波器，其工作頻段分別為：(1)1.65GHz～2.15 GHz LTCC；(2)0.95 GHz～1.45 GHz。本文在設(shè)計中，提出了具有阻抗轉(zhuǎn)換功能的平衡濾

4、波器設(shè)計方法，解決了該器件在系統(tǒng)應(yīng)用時低通、高通LTCC濾波器和LTCC巴倫的阻抗匹配和轉(zhuǎn)換難題(50 Ohm/75 Ohm相互轉(zhuǎn)換)。該電路模塊的尺寸為：2.0mm×1.5 mm×1.38 mm。兩種微波平衡濾波器的工作帶寬分別為：26.3％和41.7％。據(jù)本研究所知，尚未見到在該頻段如此小體積的微波寬帶平衡濾波器。所設(shè)計的器件采用Ansoft HFSS(High Frequency Structures Simulator)全波三維

5、電磁仿真軟件進行仿真和優(yōu)化設(shè)計，仿真設(shè)計結(jié)果與指標(biāo)要求相比均優(yōu)于指標(biāo)要求，并已交付LTCC工藝線加工。
　　 本文針對微型平衡濾波器寬頻帶、小體積和阻抗匹配的難點，對具有阻抗變換功能的濾波器和寬頻帶巴倫及總體設(shè)計中的問題進行了探索，解決了微型LTCC阻抗轉(zhuǎn)換匹配平衡濾波器的設(shè)計難點及寬頻帶巴倫和總體設(shè)計的問題；實現(xiàn)了相對帶寬為91％的新型多耦合線寬帶巴倫和兩種具有阻抗變換功能的高通和低通微型平衡濾波器。不僅對平衡濾波器的小型化L