本文選題：高通濾波器(HPF) + 低溫共燒陶瓷(LTCC)��； 參考：《南京理工大學》2015年碩士論文

【摘要】：由于無線通信技術的快速發(fā)展,電子系統(tǒng)已經覆蓋到更高的頻段,電子器件也隨之朝更小型、高集成、高性能、低成本的趨勢發(fā)展。高通濾波器作為通信系統(tǒng)中極為關鍵的一個元件也不例外,研究人員已對其工作性能提出了更高的要求,目前正處于研發(fā)的熱門階段。高頻的微型高通濾波器,能廣泛應用于收發(fā)組件、無線移動終端等軍用和民用設備中,其設計和研究具有重要的意義和巨大的市場價值。現(xiàn)今LTCC多層陶瓷技術是比較先進的技術,本文正是通過該技術完成了多款微型高通濾波器的研究與設計。本文分別對兩種頻段(較低頻較高頻)的高通濾波器理論分析,采用兩種不同的設計方法,并結合LTCC多層工藝技術成功設計出多款新型的微型高性能高通濾波器,并在此基礎上做一定的改進。本文主要工作如下：1、設計截止頻率為760MHz、650MHz的兩款高通濾波器,均低于1GHz。采用元件替代法逐步擬合,并基于LTCC多層結構三維實現(xiàn),使體積大大減小,最終實現(xiàn)體積均為1.6mm × 3.2mm × 0.94mm的微型高性能高通濾波器。所設計的760MHz濾波器帶寬約為2.06GHz,通帶衰減1.65dB,VSWR1.75,帶內波動在1.4dB左右,在300MHz～500MHz頻段的阻帶衰減30dB。而650MHz高通濾波器則在760MHz濾波器的設計思路上加以改進,在實現(xiàn)基本指標基礎上阻帶引入三個可控的零點,陡峭度較760MHz的高。不管是匹配還是阻帶抑制兩款濾波器都滿足指標,且有一定的余量。2、依據(jù)短傳輸線近似等效電路理論設計了4款較高頻段的微型高通濾波器,截止頻率分別為3100MHz、3800MHz、400MHz和6300MHz,尺寸均為1.6mm × 3.2mm × 1.2mm。重點分析了元件值對頻率的影響,分析短路枝節(jié)長度和寬度對帶寬和匹配的影響以及屏蔽層對匹配的影響。得出以下結論：一、若要實現(xiàn)更寬頻帶,讓寄生阻帶越遠越好,則要求短路枝節(jié)的長度大約為寄生阻帶所在頻段處的波長的四分之一。二、若追求高的阻帶抑制比,陡峭的過渡帶,則短路枝節(jié)可選擇相對較寬的寬度,但是帶寬降低。若追求寬的帶寬,過渡帶陡峭度和阻帶抑制要求不高,則可以選擇較窄的短路枝節(jié)。設計的過程中兩者要根據(jù)實際工程需要折中考慮。其中截止頻率為3100MHz的高通濾波器在追求帶寬最寬時的帶寬在11.7GHz左右,比追求陡峭度最高時展寬了18.4%,但在陡峭度上稍遜于前者,以上經驗能為今后濾波器設計提供一定的借鑒。本文設計的微型高通濾波器滿足帶寬寬、帶外抑制高、插入損耗小、批量一致性好等優(yōu)點,投產的幾款測試性能良好,滿足工程應用需求。并探討和總結了不少規(guī)律和經驗,可將其應用于其它頻段和帶寬要求,具有廣闊的應用前景和參考價值。
[Abstract]:Due to the rapid development of wireless communication technology, electronic systems have been covered to higher frequency band, and the electronic devices are also moving towards smaller, higher integration, higher performance and lower cost. As a key component in communication system, high pass filter (HPF) is no exception. Researchers have put forward higher requirements for its performance, and are currently in the hot stage of research and development. High frequency micro high pass filter can be widely used in military and civil equipments such as transceiver module wireless mobile terminal etc. Its design and research have important significance and great market value. Nowadays, LTCC multilayer ceramic technology is more advanced. This paper completes the research and design of several micro high pass filters through this technology. In this paper, two kinds of high-pass filters with low frequency and high frequency are analyzed, and two different design methods are adopted, and several new micro-high performance high-pass filters are successfully designed by combining with LTCC multi-layer technology. And on this basis to make some improvements. The main work of this paper is as follows: 1. Two high-pass filters with cutoff frequency of 760MHz / 650MHz are designed, both of which are less than 1GHz. The method of element substitution is used to fit it step by step, and it is realized based on LTCC multilayer structure. The volume is greatly reduced, and the final volume is 1.6mm 脳 3.2mm 脳 0.94mm, which is a miniature high performance high pass filter. The bandwidth of the designed 760MHz filter is about 2.06 GHz, the passband attenuation is 1.65 dBU VSWR 1.75, the band fluctuation is about 1.4dB, and the stopband attenuation in the 300MHz~500MHz band is 30 dB. The 650MHz high-pass filter is improved in the design of 760MHz filter. On the basis of realizing the basic index, three controllable zeros are introduced into the stopband, and the steepness is higher than that of 760MHz. Both matching and stopband suppression filters meet the requirements, and have a certain margin of .2. according to the theory of approximate equivalent circuit of short transmission line, four miniature high-pass filters with high frequency band are designed. The cutoff frequencies are 3100MHz ~ 3800MHz and 6300mHz, respectively, and the size is 1.6mm 脳 3.2mm 脳 1.2mm. The influence of the component value on the frequency, the influence of the length and width of the short-circuit branch on the bandwidth and the matching, and the influence of the shielding layer on the matching are analyzed. The following conclusions are obtained: first, if we want to achieve a wider frequency band and make the parasitic stopband as far as possible, the length of the short circuit section is required to be about 1/4 of the wavelength of the frequency band in which the parasitic stopband is located. Second, if the stopband rejection ratio is high and the transition band is steep, the short-circuit branch can choose a relatively wide width, but the bandwidth decreases. If the bandwidth is wide, the steepness of the transition band and the restraint of the stopband are not high, the narrower short-circuit section can be chosen. In the process of design, both should be considered according to the actual engineering needs. The bandwidth of the high-pass filter whose cut-off frequency is 3100MHz is about 11.7GHz when the bandwidth is the widest, which is 18.4 when pursuing the highest steepness, but slightly inferior to the former in the steepness degree. The above experience can provide some reference for the design of the filter in the future. The micro high pass filter designed in this paper can meet the advantages of wide bandwidth, high out-of-band suppression, low insertion loss and good batch consistency. Some rules and experiences are discussed and summarized, which can be applied to other frequency bands and bandwidth requirements. It has broad application prospect and reference value.
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN713.4

【共引文獻】

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本文編號：1924096