基于LTCC技术的微带衰减器设计

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随着微电子技术、计算机技术的发展,微波无源组件作为无线通信及雷达系统的核心器件之一,要向小型化、轻量化、高性能和高可靠性的方向发展,LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)技术是实现这些目标的有效途径。作为常用的微波无源器件之一,用于传输系统中调节输入信号电平,对于整个射频网络系统而言,微带衰减器的性能至关重要。本文基于LTCC技术,系统研究了微带衰减器的设计方法,设计了两种类型结构的小型衰减器。运用散射网络分析方法重点研究了无源电阻式衰减器,根据分析和仿真结果研究影响衰减器插入损耗及回波损耗的因素,并归纳总结了影响T型结构和π型结构器件性能的原因,据此提出相应的消除方法,同时给出了针对该模型优化的思路。以片式器件的形式设计了一个中心频率为5GHz,带宽BW=10GHz,衰减量分别为3dB、6dB、9dB的一阶和二阶结构的固定衰减器。采用Ansoft HFSS软件建立的器件模型,性能满足设计要求。基于PIN二极管的特性,利用ADS软件仿真优化,通过将桥式“T”型无源衰减器增加偏置电路设计出了中心频率为1.5GHz,带宽BW=1GHz,带内低衰减<1.1dB,高衰减>10dB的窄带衰减器;利用双正交电桥的定向耦合特性,设计出了中心频率为8GHz,带宽BW=4GHz,带内低衰减小于<1dB,高衰减>20dB的宽带微带衰减器。
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