基于LTCC技术的射频无源器件设计

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随着科技的快速发展,人们对无线通信系统需求不断提高,对无线产品提出了更多复合化、小型化以及低成本的要求。利用LTCC技术的多层布线技术,可以实现微波器件的小型化,在带通滤波器的阻带引入传输零点可以在不牺牲体积的情况下实现高阻带抑制。本文第一部分研究和制备了三种不同封装规格的带通滤波器,第二部分研究了关键参数对蓝牙天线的影响并设计制备了相应实验样品。本论文首先推导了易于计算的带通滤波器的理论设计公式,并且用ADS软件对电路模型进行了仿真验证。对LTCC的电感电容建模进行了相应的研究,通过相应的计算萃取出有效电感电容值的表达式。重点分析了不同类型传输零点产生原理,并针对相应的阻带需求选取合适的方法。最后利用前面理论,选取市场上应用广泛的三种不同封装规格的带通滤波器进行了具体设计,对模型的构造原理,关键参数的影响进行详细分析和研究。实验结果表明,滤波器整体性能达到了预期标准,验证了设计理论的正确性。论文第二部分对天线的性能参数进行简单介绍,并研究了天线各性能参数之间的关系,总结了实现LTCC蓝牙天线小型化的主要措施。建立蓝牙天线三维模型,探究了测试基板以及模型关键参数对天线性能的影响规律。选取了较为简单的微带线进行馈电,通过仿真优化得到最佳测试基板尺寸为40mm×28mm×0.8mm,天线与测试板间距C=5mm。通过研究天线关键参数得到,增加天线带宽的措施主要有:增加导体宽度w和间距d1,减小天线宽度Lx和通孔高度H。降低谐振频率的措施有:增加间距d1、天线宽度Lx和通孔高度H,同时减小导体宽度w。仿真结果表明天线的中心频率为2.45GHz,带宽达到170MHz,相对带宽达到6.9%左右,在50of?MHz内驻波比VSWR?1.5,天线的最大增益为1.61dBi,天线的整体尺寸为:5mm×2mm×1mm。
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