LTCC技术实现的微型Marchand巴伦滤波器设计

"本文介绍了一种利用低温共烧陶瓷（LTCC）技术设计的新型小型化Marchand巴伦滤波器。该滤波器结合了Marchand巴伦结构和螺旋线宽边耦合带状线结构（SBCS），以及创新的螺旋交叉堆叠结构，实现了体积的显著减小。采用介电常数为9.8的介质材料，尺寸仅为2.0mm×1.25mm×0.95mm，具有在1.805 GHz至2.17 GHz频段内回波损耗低于-12 dB、幅度不平衡度小于±1.2 dB、相位不平衡度小于±10°的优秀性能，适应了现代通信设备对小型化和高性能的需求。" 正文： 在无线通信领域，射频前端器件的性能直接影响到整个系统的效率和稳定性。其中，巴伦滤波器因其独特的平衡非平衡转换功能，成为不可或缺的组成部分，尤其在蓝牙、WiFi和无线局域网等应用中扮演关键角色。传统的巴伦滤波器设计往往面临尺寸较大、性能受限的问题，而随着无线通信技术的飞速发展，对射频无源器件的微型化、高性能要求日益提升。 本文提出了一种创新设计，即基于LTCC技术的Marchand巴伦滤波器。LTCC技术以其多层布线的特点，能够显著减小器件体积，同时保持良好的电气性能。这种小型化设计采用了螺旋线宽边耦合带状线结构（SBCS），这种结构在保持良好耦合的同时，进一步优化了空间利用率。此外，独特的螺旋交叉堆叠结构则有助于减少滤波器的物理尺寸，从而达到微型化的目标。 设计的巴伦滤波器尺寸仅为2.0mm×1.25mm×0.95mm，远小于常规设计，这得益于LTCC技术的高效利用和创新结构的应用。在1.805 GHz至2.17 GHz的频率范围内，该滤波器表现出优秀的滤波性能，其回波损耗小于-12 dB，意味着大部分输入能量被有效地转化为输出，而不会反射回输入端，降低了信号失真。幅度不平衡度小于±1.2 dB，表明两个输出端口的信号幅度差异极小，达到了良好的平衡状态。相位不平衡度小于±10°，确保了两个输出端口之间的相位差接近理想的180°，这对于差分电路的性能至关重要。 文献中的其他研究也展示了各种优化巴伦滤波器性能的方法，例如通过调整末端电容来控制上阻带传输零点位置，或者采用更高阶结构以提升滤波效果。这些方法虽然取得了不错的成果，但本文提出的LTCC技术和SBCS结构结合的方案，不仅实现了小型化，而且在性能上也达到了很高的标准，对于当前和未来的无线通信设备来说，具有极大的实用价值和研究意义。 基于LTCC技术的新型Marchand巴伦滤波器设计，通过集成先进的制造工艺和创新的结构设计，成功地实现了微型化和高性能的双重目标，对于推动射频无源器件的发展具有重要贡献。这一设计思路为未来无线通信系统中更小型、更高效的巴伦滤波器研发提供了新的可能。