学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

小型化多层陶瓷微波滤波器结构设计与性能研究

作　者: 黄文彪
导　师: 覃亚丽
学　校: 浙江工业大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 低温共烧陶瓷 带通波滤波器 均匀阻抗谐振器 阶跃阻抗谐振器 耦合系数 终端外部品质因数
分类号: TN713
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 253次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着商用无线通信的迅猛发展,电子设备的小型化成为一个十分关键的问题,特别是对于小型化的射频电路如滤波器有着很大的需求。基于低温共烧陶瓷（Low TemperatureCo-fired Ceramic,LTCC）技术的滤波器具有体积小、插损低、性能可靠等优点,在通讯产业中发挥越来越重要的作用。本文首先对微波滤波器原理作了简单介绍,在此基础上采用电路仿真和全波场仿真相结合的方法设计了一种阶跃阻抗谐振结构的层叠式陶瓷微波滤波器,达到了小型化、高性能的目的。本文的主要工作包括:1.对微波谐振器和滤波器的设计理论进行了详细的分析。介绍了均匀传输线、均匀阻抗谐振器（Uniformity Impedance Resonator,UIR）和阶跃阻抗谐振器（Step ImpedanceResonator,SIR）的结构和特性,并对采用谐振单元与电容（电感）串联可在阻带的任意频点引入传输零点进行了阐述。2.根据设计指标要求,找出带通滤波器的集总等效电路原型及其各个元件参数值,然后以此为基准对采用UIR结构的滤波器模型进行尺寸计算并建模分析,仿真结果表明采用UIR结构的滤波器可将通带内插损降至最大只有1.64dB,但是低阻段的规定频点处抑制不能达到35dB的要求。3.为了抑制低阻段的干扰信号,分别采用SIR结构和交叉耦合在低频段的1.7GHz和2.1GHz处引入两个传输零点,并利用谐振器耦合系数K与终端外部品质因数Q值分别计算出谐振器间距为0.35mm以及抽头的位置为0.49mm。4.考虑到实际的测试及应用环境,将采用SIR结构的滤波器模型放置在PCB板上,并进行优化分析,分别分析了谐振单元线长对中心频率、抽头输入位置对通带内插损和纹波、谐振器间距对带宽和插损、PCB板接地通孔寄生电感对高频段传输零点的影响,以及总结了他们的变化规律,最终设计出了外形尺寸为2.5mm×2.0mm×0.9mm,中心频率f0=2.45GHz,带宽BW=100MHz,带内插损＜1.8dB,驻波比＜1.2dB,阻带衰减也满足指标要求的LTCC滤波器。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第1章 绪论  11-14
  1.1 引言  11
  1.2 层叠片式陶瓷微波滤波器研究背景  11-13
  1.3 本文的内容安排  13-14
第2章 LTCC技术及其应用  14-19
  2.1 引言  14
  2.2 LTCC的概念及其发展  14-15
  2.3 LTCC技术的工艺流程及其特点  15-18
    2.3.1 LTCC技术的工艺流程  15-16
    2.3.2 LTCC技术特点  16-18
  2.4 本章小结  18-19
第3章 微波谐振器和滤波器  19-38
  3.1 引言  19
  3.2 滤波器的分类及其主要技术指标  19-21
    3.2.1 滤波器的分类  19-20
    3.2.2 滤波器的主要技术指标  20-21
  3.3 均匀传输线  21-26
    3.3.1 均匀传输线的分布参数及其等效电路  22-23
    3.3.2 带状线  23-26
  3.4 均匀阻抗谐振器  26-28
  3.5 阶跃阻抗谐振器  28-32
    3.5.1 阶跃阻抗的基本结构  28-29
    3.5.2 阶跃阻抗的谐振条件  29-32
  3.6 传输零点的引入  32-37
    3.6.1 低频阻带中引入传输零点  32-34
    3.6.2 高频阻带中引入传输零点  34-37
  3.7 本章小结  37-38
第4章 层叠式陶瓷带通滤波器设计  38-61
  4.1 引言  38
  4.2 带通滤波器设计-UIR结构  38-45
    4.2.1 等效电路设计  38-41
    4.2.2 UIR单元尺寸的确定  41
    4.2.3 建模分析  41-45
  4.3 带通滤波器设计-SIR结构  45-54
    4.3.1 SIR单元尺寸的确定  45-46
    4.3.2 谐振器耦合系数K及其外部Q值的确定  46-48
    4.3.3 物理建模  48-49
    4.3.4 利用交叉耦合引入传输零点  49-54
  4.4 带通滤波器仿真优化  54-60
    4.4.1 谐振单元线长的影响  55-56
    4.4.2 抽头输入位置的影响  56
    4.4.3 谐振器间距的影响  56-57
    4.4.4 PCB测试板寄生效应的影响  57-60
  4.5 影响滤波器通带内插入损耗的其他因素分析  60
  4.6 本章小结  60-61
第5章 总结和展望  61-63
  5.1 结论  61
  5.2 展望  61-63
参考文献  63-66
附录1 AWR Microwave Office仿真工具介绍  66-68
附录2 HFSS介绍  68-70
致谢  70-71
攻读学位期间发表的学术论文目录  71

相似论文

  1. LTCC玻璃添加剂和流延工艺的研究,TN405
  2. 不耦合条件下导爆索起爆性能的研究,TB41
  3. 高灵敏度宽带信道化接收机前端系统的研制,TN858
  4. 不耦合装药爆破数值模拟,TD235
  5. 磁电弹性材料层状结构中Rayleigh波,TB34
  6. 毫米波段基于TE_（21）模差网络设计,TN62
  7. 2.45GHz LTCC平衡带通滤波器的设计,TN713.5
  8. 高温超导无损脉冲功率延迟网络研究,TN78
  9. 5MHz单片式硅酸镓镧晶体滤波器,TN713
  10. 纳秒激光推进钢球、铝摆的实验研究,TN249
  11. 变频率辐射场对量子系统非经典特性的调控,O431.2
  12. LTCC无源元件建模与应用,TP391.44
  13. 孔隙介质动电耦合系数及渗透率的实验研究,P618.13
  14. MEMS平面磁芯螺旋微型变压器的制造技术研究,TM405
  15. 航天器挠性附件动力学的若干基础问题研究,V448.2
  16. 变耦合系数时栅位移传感器研究,TP212
  17. 小型微波双频带通滤波器的研究,TN713.5
  18. 低温共烧陶瓷微波带通滤波器设计与传输零点研究,TN713
  19. 压电和磁电弹性介质层状结构中SH表面波的传播,O347.4
  20. 烧蚀模式激光推力器的实验研究,TN249
  21. 低温烧结NiCuZn旋磁铁氧体材料及器件研究,TM277

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 滤波技术、滤波器
© 2012 www.xueweilunwen.com