S 波段高性能微型滤波器的研究

应用LTCC多层耦合带状线谐振器和交叉耦合传输零点原理,在改进的三维梳状带通滤波器结构中引入交叉耦合,增强非相邻谐振级间的交叉耦合;在2、4谐振级间引入Z字形导体层,通过调节Z字形控制传输零点位置;同时适当调节加载电容大小,有效减小了滤波器体积,实现了高次谐波抑制、边带陡峭和通带内线性相位.采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术设计制作了中心频率为3GHz,通带为200MHz的微型带通滤波器.实验和仿真结果表明,该滤波器的中心频率插入损耗小于2.6dB,阻带抑制高于40dB,边带陡峭,尺寸仅为4.8mm×4.2mm× 1.5mm.成品率高达85％.     

双传输零点LTCC带通滤波器的设计与仿真

提出了一种新型的基于LTCC技术的带通滤波器实现方法。带通滤波器采用两个谐振单元耦合,在输入输出端引入并联反馈电容在通带两边形成一对传输零点,提高了阻带的衰减性能。分别在HFSS和IE3D中构建物理模型,采用εr=2.2的介质材料,尺寸为5 mm×4 mm×2 mm,设计出中心频率f0=1.6 GHz,相对带宽约9%的滤波器,通带内插入损耗小于1 dB,在1.1 GHz和2.1 GHz处形成两个传输零点,两种软件的仿真结果很好地吻合。     

多传输零点LTCC带通滤波器的设计与实现

提出了一种阻带具有多个传输零点的带通滤波器设计方法,基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术实现,可满足移动通信用滤波器小型化、高性能的要求。在电路设计中,通过改进滤波器谐振器结构,分别在阻带的低端近端、高端远端引入传输零点以提高带外抑制。借助三维仿真软件,进行指标、结构的仿真优化,设计并制作了一款尺寸为6 mm×3 mm×2 mm的LTCC滤波器,其中心频率f0=2.25 GHz,0.5 dB带宽不小于100 MHz,通带内损耗不大于1.8 dB,在1.33,1.78 GHz和二次谐波处均有传输零点。实测结果表明,该滤波器在阻带低端和二次谐波处有较好的抑制,因此其在移动通信系统中会有广泛应用。     

微型LTCC四级带通滤波器的设计

提出了一种微型LTCC四级带通滤波器的实现方法。该带通滤波器由四个性能良好的谐振器组成,通过交叉耦合实现传输零点从而达到良好的阻带衰减。通过电路仿真以及电磁场三维仿真软件进行三维建模,对模型进行加工测试,滤波器的测试结果与电磁仿真结果相匹配。四级带通滤波器的中心频率为5.25GHz,带宽为500 MHz,通带范围内插入损耗均优于1.59dB,在0~4.65GHz频率以及6.33GHz频率以上的带外衰减均优于40dB,尺寸仅为2.5mm×3.2mm×1.5mm。本设计采用了带状线分布式结构来实现滤波器的微型化。     

基于DGS 与半集总结构的新型LTCC 超宽带滤波器

设计了一款基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的新型超宽带(UWB,)带通滤波器.该款滤波器结合了半集总高通结构与缺陷地(DGS)结构,利用半集总结构实现截止频率为3.1GHz的高通滤波器,再结合DGS在高端产生阻带,从而实现通带为3.1～ 10.6GHz的带通滤波器,尺寸仅为3.2mm×1.6mm×1.2mm.实测结果表明:插入损耗＜1.5dB,反射损耗＜12dB,群时延＜0.8ns,带外抑制＞15dB(11.5～17GHz).测试与仿真结果较为吻合.此种LTCC滤波器结构具有尺寸小、插损小、群时延小等优点,而且结构简单,带宽和中心频率容易控制,相对带宽可做到150％以上,特别适合用于极宽带通信系统的频率选择.     

基于双模开环谐振器的双频带滤波器设计

基于开环双模谐振器设计了一种双频带通滤波器,由两个中心重合的正方形开口环谐振器组成。分析该谐振器的奇偶模谐振频率与传输零点,每个通带内有两个谐振模式。该滤波器中心频率分别为4.5 GHz和6.5 GHz,3 dB相对带宽FBW分别为11%、5%,两通带带内插入损耗分别小于0.6 dB、1.4 dB,带内回波损耗分别优于19.5 dB、16.5 dB,高频处阻带抑制达到50 dB,两通带之间隔离度达到53 dB,尺寸仅为6 mm×11 mm×1.09 mm。     

基于LTCC工艺的小型化可调频带通滤波器的设计

设计了一款基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的小型化带通滤波器。采用两谐振器之间的耦合效应,减小了器件的尺寸。在HFSS中建立滤波器模型并仿真,滤波器的中心频率为1.07 GHz,带宽为428 MHz,回波损耗大于22 dB,2 f_0处抑制大于45 dB,整体尺寸仅为6.5 mm×4 mm×0.9 mm。在此滤波器上模拟表贴变容二极管来调节两个谐振器中的电容实现中心频率可调。结果表明,滤波器的中心频率在1.05~1.23 GHz内连续变化,在中心频率变化过程中插损始终小于1 dB,回波损耗始终大于15 dB,2f_0处抑制大于45 dB。     

一种具有边带陡峭特性的超窄带滤波器

应用LTCC技术,设计了一款带通滤波器。采用开口环谐振结构作为基本谐振单元,利用谐振级之间的耦合产生传输零点,实现边带抑制。给出了开口环谐振结构的等效电路分析,滤波器的通带中心频率为23.2 GHz,3-dB带宽为600 MHz,具有很窄的相对带宽,3-dB相对带宽仅为2.6%。对滤波器进行仿真和优化,结果表明,通带22.9~23.5 GHz内插损小于3 dB,低阻带10~21.1 GHz的衰减大于45 dB,高阻带25.3~40 GHz的衰减均大于30 dB。该滤波器的尺寸为4 mm×3.5 mm×0.45 mm,具有非常好的窄带特性和边带抑制特性。     

小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器设计

设计了一款基于低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的小型化宽阻带抑制低通滤波器,该滤波器的体积仅为3.2mm×1.6mm×1.0mm。设计时为了增强阻带的抑制作用,以具有一个传输零点的低通滤波器为原型,通过合理设置各个元件的外形及位置,有效地利用了结构内部的电磁耦合效应,额外形成了多个传输零点,产生了较好的宽阻带抑制效果。该滤波器截止频率为2.4GHz,通带内最大插入损耗为1dB,在3.8、6.2和7.15GHz处阻带抑制分别达到46、65和52dB。另外,从7.2GHz到12GHz阻带抑制均大于20dB,在电路中利用该滤波器可有效地防止寄生通带的产生,减少其他频段的信号干扰,增强电路的抗干扰能力。     

基于LTCC改进型超宽带带通滤波器设计

介绍了一款基于LTCC的改进型超宽带带通滤波器。此款滤波器是在3阶并联短截线型带通滤波器基础上改进而来,由耦合连接线、并联短截线、单端短路并联耦合线三种基本单元组成。其中,引入耦合连接线有效地提高了带内性能与边带陡峭度,运用并联单端短路耦合线的零点性质,在上下边带分别增加了两个传输零点,大大提高了带外抑制。最终的滤波器带宽3.1~10.6GHz,通带插损小于1.5dB,驻波比优于1.5,带外衰减>30dB(0~2.4GHz、11.8~15.0GHz),尺寸仅为5.0mm×3.6mm×1.5mm。     

L 波段带双零点的窄带LTCC 滤波器设计

本文应用LTCC 技术设计了一个L 波段二阶Chebyshev 窄带带通滤波器。该滤波器集成在9 层LTCC 介质中,采用等效集总元件（电容电感)结构,充分利用LTCC 的三维封装结构减小滤波器体积,通过谐振单元中集总元件的串并联产生两个带外传输零点,同时调整谐振单元耦合间距控制带宽。滤波器输入输出利用金属通孔将带状线过渡到微带上。滤波器（带过渡结构）的仿真结果为：中心频率1.42 GHz,1 dB 相对带宽2.1%,插入损耗通带内最低0.5 dB, 回波损耗优于20 dB,整个滤波器体积为：4.5×4×0.87 mm3。     

改善阻带特性的LTCC平衡带通滤波器设计

提出了一种基于LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)技术的平衡带通滤波器,利用输入端和输出端之间的反馈电容产生两个传输零点提高了阻带的衰减性能,同时获得了陡峭的过渡带。该滤波器同时有滤波和平衡两个输出信号的功能,滤波器外形尺寸为2.0mm×1.25 mm×0.9 mm,中心频率为2.45 GHz,带宽为100 MHz的平衡带通滤波器,通带内损耗小于4 dB,在880～990 MHz之间最小衰减为51 dB且有较好的相位差和幅度平衡。     

一种IPD吸收式低通滤波器的设计

为解决反射信号损害系统性能的问题,提出了一种具有高带外抑制和高带外吸收的小型化吸收式低通滤波器。该滤波器通过高通通路和低通通路实现了吸收式低通滤波器;通过抑制增益支路实现了高带外抑制。利用ADS和HFSS仿真软件对滤波器结构进行优化设计,并进行了实物的加工和测试。实测结果表明:该滤波器的3 dB截止频率为4 GHz,其带内最小插入损耗0.88 dB,通带内DC到3.5 GHz的回波损耗大于20 dB,阻带回波损耗大于10 dB,10.5 GHz处的阻带抑制大于45dB,从8 GHz到30 GHz的带外抑制大于33 dB,实测结果与仿真结果有较好的吻合。该滤波器尺寸仅为1220μm×650μm×87.71μm,相比传统PCB、LTCC工艺的滤波器,体积大大缩小,符合现代射频与微波系统小型化的发展趋势。     

新型小型化平衡滤波器的设计

结合平衡滤波器性能与LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)工艺,从滤波器和巴伦的设计理论出发,设计了一款新型小型化的高性能平衡滤波器。该平衡滤波器采用多层带状线结构作为基本的谐振单元同时实现滤波和巴伦功能。仿真结果表明,该平衡滤波器的通带中心频率为4.05 GHz,3 dB带宽为300 MHz,通带3.9~4.2 GHz内插损小于5.5 dB,低阻带1.0~3.5 GHz和高阻带5~8 GHz的衰减均大于30 dB,幅度不平衡度小于±0.25 dB,相位不平衡度小于±6°,平衡滤波器尺寸为3.2 mm×2.5 mm×1.5 mm。     

超小型、高性能L波段LTCC滤波器设计

设计了一款工作于L波段的LTCC滤波器。利用LTCC多层技术,设计双层耦合带状线谐振腔,采用电感反馈的三谐振腔结构,减小滤波器体积,设计时通过增加零点,提高滤波器带外阻带性能。在2.4~2.5GHz频段范围内,实测插入损耗小于1.2dB,在1.7~1.9GHz、7.2~7.5GHz带外频段内,衰减大于20dB,与仿真结果吻合较好。滤波器最终体积为1.6mm×0.8mm×0.6mm。     

一种基于LTCC 的吸收式低通滤波器的设计

为了阻止阻带反射信号回到信号源,设计了一款LTCC半分布式吸收低通滤波器。该滤波器通过衰减电阻把阻带能量衰减掉,在不增加插入损耗的情况下达到吸收阻带反射信号的效果。仿真结果表明,该款滤波器的3 dB截止频fc=2.5 GHz,带内回波损耗大于20 dB,6fc处对反射信号的吸收大于12 dB,3.7 GHz处的带外抑制大于20 dB,模型尺寸仅为4.8 mm×3.6 mm×1.43 mm。     

Ka波段LTCC基片集成圆腔滤波器设计

将低温共烧陶瓷(LTCC)技术与基片集成波导圆腔(SICC)技术相结合,设计了一个Ka波段的四阶带通滤波器。该滤波器在28.25~30.25 GHz的通带内,插入损耗小于1.3 dB,回波损耗大于31 dB,LTCC多层基板布线的特性使得SICC谐振腔滤波器从二维平面走向三维立体,在保持滤波器高性能的同时大大缩小了尺寸,并且谐振模TM_(010)模的选用以及共面波导探针形式的输入输出,进一步减小了滤波器的体积,最终尺寸仅为3.5 mm×3.5mm×1.152 mm,与传统同类型的平面滤波器相比较,所占基板面积减小了50%以上。     

高性能LTCC双工器的研究与设计

提出一种基于LTCC技术的双工器的设计与实现方法。根据指标设计出相应频段的分支滤波器,再利用T型结将两滤波器的输入端相连接,构成双工器的输入端,最后将它们一体封装。该设计具有结构简单、尺寸小、隔离度高等优点。根据项目需要,设计了一款通带分别为3.45~3.85 GHz和4.9~5.9 GHz的双工器,并利用LTCC技术加工制造,通带的插入损耗小于2 dB,回波损耗优于–15 dB,尺寸仅为4 mm×10 mm×2 mm。     

一种新型SIR结构LTCC带通滤波器设计与制作

采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术及SIR结构,设计制作了一种新型LTCC带通滤波器,采用ADS和HFSS软件进行三维建模和电磁场优化仿真及测试。结果表明:该滤波器中心频率为2.46 GHz左右,3 dB带宽为2.28~2.71 GHz,带外抑制≥25 dB(偏离中心频率±500 MHz),外形尺寸为3.20 mm×1.61 mm×1.03 mm。     

一种基于DGS和EBG混合结构的毫米波滤波器设计

设计了一款可应用于毫米波频段（22.5～29.5 GHz）的小型化、高性能带通滤波器。首先利用羊角型DGS结构的谐振特性,在基片集成波导（Substrate integrated waveguide,SIW）的高通通带内产生阻带和低通特性;之后在滤波器输入微带线上耦合U型电磁带隙结构（Electromagnetic band gap,EBG）,利用该结构产生的两传输零点之间的带宽可以调整的特性,来保证滤波器通带带宽及提供高带外抑制;最后利用电磁仿真软件HFSS 13.0对滤波器进行仿真与优化。实测结果表明,该滤波器整体尺寸为10 mm×5 mm,中心频率为26 GHz,3 dB截止频率分别为22.1 GHz和29.3 GHz,带宽为7.2 GHz,相对带宽达到了28%,滤波器的插入损耗为1 dB,回波损耗优于15 dB,上、下边带带外抑制均优于25 dB,可应用于毫米波频段无线通信系统中。