LTCC微波滤波器设计与建模研究

发布时间：2020-01-21 15:04

【摘要】：随着无线通信技术的发展,微波无源器件正在向着小型化、轻型化、高性能、低成本的方向发展。许多传统的工艺技术满足不了器件小型化的需求,而低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)技术采用的叠层工艺、三维布局的方式,使得小型化、高性能的微波无源器件成为可能。微波滤波器是微波系统中必不可少的组成部分,因此,微波滤波器小型化的研究具有非常重要的意义。本文从LTCC工艺出发,介绍了LTCC相对于传统工艺的巨大优势,接着介绍了滤波器设计理论,分别建立了两种结构形式的内埋电感模型和两种结构形式的内埋电容模型,分析其关键的三项参数:有效电容、电感值,品质因数和自谐振频率。基于以上的理论基础,设计了几款滤波器:(1)阶梯阻抗型低通滤波器,截止频率为1.7GHz,通带内插入损耗小于2d B,带外在2.1GHz到6GHz范围内抑制大于20d B;(2)集总LC型LTCC低通滤波器,截止频率为1.7GHz,在满足与(1)相同指标的情况下,其外形尺寸仅为4.8mm?2.4mm?0.72mm;为了比较其在尺寸和性能方面的优劣,将以上两种滤波器设置为相同的设计指标,结果表明,基于LTCC技术的集总LC型低通滤波器更能够实现小型化、高性能的要求,体现了LTCC技术的优势。(3)集总LC型LTCC带通滤波器,中心频率为2GHz,带宽为200 MHz的。仿真结果表明,其通带内插入损耗小于2d B,带外在2.3GHz到3GHz范围内抑制大于30d B,外形尺寸为4mm?1.62mm?0.995mm。各种滤波器的指标均满足设计要求,且基于LTCC技术的集总LC型滤波器实现了滤波器小型化的目的。
【图文】：

图 1.1 LTCC 工艺流程图流程简要介绍如下：流延：在流延之前要进行陶瓷浆料的配置。工艺参数的控制和材料中的关键技术之一，因为流延的材料是由多种有机物和无机物构成，要材料的特性，，如介电常数等，来选择合适的材料配方。然后再根据流延，这一过程对机械设备要求比较高，这是保证流延这道工序能够。冲片：按照尺寸要求，对（1）中的陶瓷基片进行切割，这是后面工，因为切割好的并且检查合格的陶瓷薄片将成为多层结构LTCC产品割的方法和设备要求也比较高。冲孔：这是实现层与层之间有效互联的关键步骤，因为冲孔就是在陶瓷薄片上进行打孔形成用以层与层之间互联的通孔。对于通孔的大厂家的工艺水平，通孔的位置要根据实际电路设计和布线来决定。能

响应相同。图中各元件的物理意义如下：1 101 1g ( )gg ( )CL 源电阻 即电容输入源电导 即电感输入1~gk k n 串联电感并联电容1g ( )g( )n nnn nCg L 负载电阻 即末端元件是并联电容负载电导 即末端元件是串联电感
【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN713

【参考文献】

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1 王长振,谭维,周甘宇,章四琪;片式电感和材料的研究现状及应用前景[J];金属功能材料;2002年03期

2 许佳;覃亚丽;吴小燕;陆德龙;王剑强;;小型LTCC折叠线带通滤波器的设计[J];微波学报;2005年04期

3 戴永胜;左同生;谢秋月;韩群飞;尹洪浩;;高阻带抑制LTCC滤波器的设计与实现[J];微波学报;2013年01期

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1 张小川;高性能小型化射频及微波滤波器的研究[D];电子科技大学;2009年

本文编号：2571632