【摘 要】
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随着工业技术的发展与进步,无线通信已步入5G时代。低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC）滤波器凭借其低插损、微型化、低成本、易于三维集成等优点逐渐成为主流。本文利用LTCC工艺对5G高性能滤波器展开研究,主要内容如下:（1）集总参数独立滤波器设计。主要使用网络综合法,构建相应滤波器等效电路,再选择合适的电感电容结构建模,对元件灵活布局,高效地实现
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随着工业技术的发展与进步,无线通信已步入5G时代。低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC）滤波器凭借其低插损、微型化、低成本、易于三维集成等优点逐渐成为主流。本文利用LTCC工艺对5G高性能滤波器展开研究,主要内容如下:（1）集总参数独立滤波器设计。主要使用网络综合法,构建相应滤波器等效电路,再选择合适的电感电容结构建模,对元件灵活布局,高效地实现滤波器设计。设计的低通滤波器截止频率500MHz,使用两阶LC并联谐振结构,低阶数实现低插损,同时在近端阻带引入两个传输零点,形成陡峭边带,用较少元件实现高阻带抑制,尺寸为1.25×2×0.95mm,已在窄带物联网前端电路中使用,月量产65.5K;设计的带通滤波器使用三阶谐振耦合式结构,插损优于1.2d B,运用源-负载耦合结构在低频阻带引入传输零点,改善低频抑制,创造性的提出三层缺陷地及通孔柱型“二次谐振”结构,在12GHz附近引入零点,有效抑制二次及三次谐波,达到5G宽阻带高阻带隔离要求,尺寸为1.6×0.8×0.6mm,已在5G企业级网络信号接收端电路中应用,月量产约650K。（2）半集总半分布巴伦滤波器设计。为同时实现信号等幅反向及频率选择功能,将分布式带通滤波器与集总参数巴伦上下级联集成,极大的减小了体积。滤波器使用三层折叠带状线结构以减小传输线长度,引入Z字形交叉耦合来增加阻带抑制;巴伦提出端接电容结构,优化幅度与相位差,有利于减小螺旋电感层数,减小尺寸,同时抑制直流回波信号,达到高抑制要求。该巴伦滤波器尺寸为2.5×2.0×1.2mm,已在5G基站中得到应用,月量产约350K。（3）5G双工器设计。利用LTCC特有的器件內埋置特性,将低通与带通集成,分别设计了一款宽频5G双工器以及一款双带通5G双工器。其中带通分支为了减小元件间寄生耦合,减小插损,采用高低通级联结构,并且在两路分支中分别加入并联及串联谐振形成零点改善阻带抑制,同时提出隔离电容模块,减小通带间串扰影响。两款双工器指标严,结构复杂,布局灵活,为提高成品率,减小设计周期及成本,提出“多端口”仿真优化及性能反向调整方法,大幅度提高仿真针对性,降低设计难度,在工程设计中具有一定参考意义。5G宽频双工器将在手持终端设备中应用,尺寸为2.5×2.0×0.8mm,微型化双带通双工器应用于MT7668芯片模块,尺寸仅为1.6×0.8×0.7mm,月量产约135K。
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