新型低温共烧陶瓷（LTCC）带通滤波器设计及其在射频电路中的应用.pdf

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1、第14卷第18期2014年6月科学技术与工程Vo1．14No．18Jun．20141671—1815(2014)18—0227—04ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．通信技术新型低温共烧陶瓷(LTCC)带通滤波器设计及其在射频电路中的应用喻忠军刘开雨石海然(中国科学院电子学研究所航天微波遥感系统部，北京100190)摘要介绍了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的带通滤波器，它采用了一种新型电路结构，具有尺寸小、相对带宽窄、带外抑制特性好以及可调谐等特点。给出了该滤波器的设计方法、

2、仿真结果，并且给出了其在星载合成孔径雷达(SAR)系统射频电路中的应用实例和测试结果。关键词带通滤波器低温共烧陶瓷(LTCC)技术合成孔径雷达(SAR)中图法分类号TN713．3；文献标志码A现代电子装备正朝着短、小、轻、薄和高可靠、高1LTCC带通滤波器设计速度、高性能及低成本的方向发展，特别是星载电子装备，对体积、重量和可靠性的要求越来越苛刻，1．1滤波器结构及等效电路模型要求不断提高微波电路的组装与互连密度，实现微在L波段或者更低中心频率的微带滤波器设波电路的微型化、轻量化和高可靠。低温共烧陶瓷计中，通常采用加载集总电容的方式减小滤波器的(L

3、TCC)技术是提高微波电路组装和互连密度的关尺寸，这样可以使滤波器的尺寸远小于通带频率的键技术之一llJ。利用LTCC技术可以实现互连基板A／4。本设计中利用LTCC的多层结构实现加载集和封装外壳一体化，在提高封装密度、减小体积、减总电容。滤波器的结构见图1。该滤波器包含两个轻重量的同时，还能改善微波电路特性、提高可信号层、两个接地层和9个介质层，每个介质层的厚靠性。_4。度为0．1ITIm，LTCC的图层结构见图2。滤波器的基于LTCC技术的多层滤波器是用层叠式的电谐振结构位于信号层2中，信号层1和接地层1通路结构来实现滤波电路的功能，此种技术使

4、滤波器过介质层1形成单层平行板电容。图1中长通孔连体积小，且高频性能好，但器件内部电磁分布不易确接信号层2和两个接地层；短通孔连接两个信号层，定，且随层数增加而趋向复杂。通常，LTCC滤波器在接地层1和短通孔交接的位置开圆孔避让，防止设计采用两种方式。一种是LC型滤波器设计方短通孔对地短路。式，即利用LTCC的多层结构形成集总的电感和电容，然后利用经典的滤波器设计理论进行特定滤波器设计；另一种是基于谐振耦合理论的滤波器设计方式基于LTCC多层电路结构，本文提出一种加载集总电容的谐振结构带通滤波器，它具有尺寸小、相对带宽窄以及可调谐等特点。同时还给出

5、了这种滤波器在星载SAR系统射频电路中的应用实例。图1LTCC滤波器结构Fig．1StructureofLTCCfilter2013年9月10日收到，2014年3月20日修改根据滤波器结构特点，本文给出的等效电路模第一作者简介：喻忠军，男。博士研究生。E-mail：zly—lecas@126．corn。型如图3所示。该滤波器包含4个谐振单元，每个谐振单元的等效电路模型为c谐振电路。信号层科学技术与工程l4卷0一0参考文献m【p＼；∞m【p、；∞⋯lli⋯l⋯⋯l⋯llll1孙兆鹏．基于LTCC的三维微波垂直互连技术．南京：南京电子。。。。。。}。l

6、。}l堋}l。。。。}。。技术研究所，2007⋯⋯0⋯⋯i⋯⋯}⋯量_一⋯i⋯⋯SunZhao—peng．3-Dmicrowaveverticalinterconnectiontechniqueslllllll}i0一=葶}拦爷=q÷i将：0：跨f盎⋯I如basedonLTCC．Nanjirtg：NanjingInstituteofElectronicTechnology，2007⋯⋯{⋯0⋯j一^～专⋯⋯-⋯'l一2RiegerR，SchweizerB，DreherH，eta1．Highlyintegratedcostef-⋯-⋯{l^l_⋯}”

7、。卜⋯⋯⋯⋯fectivestandardXbandT／RmoduleusingLTCChousingconceptfor{l{l{l{；{>Ch1：Start600000MHz一automatedproduction．Proceedingsof2002EuropeanSARConfer-频率eneeProceedings，Cologne，Germany：VDEVERLAGGMBHBerlin(a)主路l6j534d丑Offenbaneh，2002：3O3—3O63Ma~inez-V6zquezM，Oikonomopoulos—ZachosC，Ma

8、ulwufK，eta1．Highlyintegratedantennasandfront-endsfor60GHzWLAN