论文部分内容阅读
目前低温共烧陶瓷(LTCC)技术已经成为实现无源元件(包括电感、电容等)集成的关键的主流技术,它在三维多层电路的设计上具有极大的灵活性。借助LTCC技术,很多传统方法无法实现的新型结构的无源元件产品已经广泛应用于无线通讯设备(尤其是射频前端)中,而滤波器是其中一个关键的器件。基于LTCC技术构造的多层微波滤波器是一种新型的复合组件,因其具有众多优点而满足了现代电子系统高频化、小型化、低成本化的发展要求。
本文主要研究LTCC多层微波无源滤波器的设计与仿真。首先针对此问题,通过提取等效电路、电磁仿真的方法,对采用LTCC内埋式结构的构成滤波器的基本无源元件电感和电容的设计展开研究。提出了LTCC内埋式元件完善的设计方法和流程,据此设计和制作了平面曲折形和VIC电容,仿真结果的吻合验证了设计和实现方法的正确性。
其次,在对LTCC多层结构电感和电容元件研究的基础上,结合经典的集总参数元件网络综合法和分布参数传输线理论,给出了新型LTCC多层滤波器的设计方法和原理,解决了耦合效应的负面影响和复杂滤波器结构中电感电容元件的实现两大难题。在滤波器设计方面,重点设计了一个中心频率为2.45GHz、带宽100MHz的普通微波带通滤波器。其尺寸为4.0mm×2.0mm×0.5mm此滤波器采用新颖的五层立体结构。其中电感采用平面正方形螺旋结构,其金属导带的宽度为100微米,可以在相对较小的面积上实现较大的电感值。分别利用垂直交错结构电容和普通平板电容实现不同的电容。在分析其工作原理的同时,给出了此类滤波器的设计方法和流程。电磁仿真和电路仿真的结果比较吻合,表明这种结构既缩小了滤波器体积,又具有较好的高频性能,得到了较好的结果。