基于LTCC工藝的小型化雙頻濾波器設計.pdf

1、現(xiàn)代無線通信的頻譜資源正在不斷向更高頻率擴展，有必要設計出能夠兼容高頻譜資源和現(xiàn)有通信頻譜資源的雙頻通信系統(tǒng)。濾波器是通信系統(tǒng)中進行信號過濾的重要器件，雙頻帶通濾波器的設計是雙頻通信系統(tǒng)設計的關鍵所在，具有重要的實用價值和商業(yè)價值?，F(xiàn)代通信設備追求小型化、便捷化，需要高性能、高集成度的器件。低溫共燒陶瓷（LTCC）技術能夠?qū)⒋罅康臒o源元件集成到三維多層基板當中，也能將有源器件埋入基板當中作為功能模塊。利用LTCC工藝實現(xiàn)的器件具有高性能

2、、低成本、小型化等特點，非常適合于設計雙頻帶通濾波器。
　　本文介紹了國內(nèi)外對雙頻濾波器的研究進展和主要的設計方法，闡述了微波濾波器的基本理論，以一款2.4GHz單頻帶通濾波器為例，介紹了利用LTCC技術實現(xiàn)濾波器的一般設計方法，采用單頻段帶通濾波器組合和二次頻率變換這兩種雙頻濾波器設計原理，設計了兩款基于LTCC工藝實現(xiàn)的2.4GHz/5.2GHz雙頻帶通濾波器和一款基于微帶線結構實現(xiàn)的1.8GHz/2.4GHz雙頻濾波器。

3、r>　　電容性耦合結構實現(xiàn)的帶通濾波器的缺點在于其上限截止頻率點附近的阻帶衰減特性不夠陡峭，利用引入傳輸零點的方式可以很好地優(yōu)化濾波器的阻帶抑制作用。
　　為避免兩個單頻帶通濾波器直接并聯(lián)產(chǎn)生的阻抗失配問題，設計了兩款相互干擾作用最小，濾波特性相互獨立的單頻濾波器。整合了一款基于 LTCC工藝實現(xiàn)的2.4GHz/5.2GHz雙頻帶通濾波器，其尺寸僅為4.5mm×2.3mm×1.2mm，在2.4GHz和5.2GHz兩個中心頻率處回波

4、損耗達到30dB以上，通帶內(nèi)插入損耗在2dB左右，設計中人為引入了兩個傳輸零點，使得2GHz和2.9GHz阻帶衰減達到35dB以上，在5.8GHz頻率點處阻帶衰減達到22dB以上。
　　基于二次頻率變換的原理，結合導納倒置器簡化電路結構，用微帶線結構實現(xiàn)了一款1.8GHz/2.4GHz雙頻帶通濾波器。該結構尺寸為7cm?7cm，中心頻率在2.4GHz和5.2GHz處，通帶內(nèi)的回波損耗均大于25dB，通帶內(nèi)的插入損耗小于1dB。中間

5、阻帶抑制明顯，2.09GHz處達到76dB。
　　利用LTCC工藝實現(xiàn)了一款2.4GHz/5.2GHz頻率變換雙頻濾波器，其尺寸僅為mmmmmm1.31.63.2，通帶內(nèi)的回波損耗分別在20dB和30dB左右，帶內(nèi)插損低于1dB。兩個通帶中間阻帶的衰減保持在20dB左右，通過引入一個并聯(lián)調(diào)節(jié)電容，改善了高頻段的頻率特性響應，使得7.7GHz附近阻帶衰減達到57dB。相比用微帶線結構實現(xiàn)的方式，LTCC工藝實現(xiàn)的雙頻濾波器體積大大降