LTCC技术实现的U型步进阻抗谐振器带通滤波器设计

1 下载量 90 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 572KB PDF 举报
"本文介绍了一种使用U型步进阻抗谐振器(SIR)的嵌入式多层低温共烧陶瓷(LTCC)带通滤波器设计。该滤波器采用微带输入和输出端口,适用于X波段应用,具有紧凑的尺寸和良好的性能。设计的三阶带通滤波器在9.5 GHz中心频率下,插入损耗小于1.8 dB,带宽为3.2%,回波损耗超过10 dB。滤波器的物理尺寸仅为15.3 x 6.7 mm²,实现了高密度集成。" 在无线通信系统中,带通滤波器是一种关键组件,用于允许特定频段的信号通过,同时阻止其他频段的信号。LTCC技术由于其高密度集成、良好的热稳定性和频率响应特性,常被用于制造微小型射频(RF)和微波组件,如滤波器。本文提出的U型SIR结构,通过调整其参数(如孔径长度R1和内部半径r1),可以实现良好的阻抗匹配,从而扩展滤波器的工作带宽。 文中提到的U型SIR是一种创新的谐振器设计,它能有效地控制电磁能量的分布,产生多个共振模式,以实现超宽带(UWB)性能。SIR的这种特性使得滤波器在特定频率范围内具有较高的选择性。通过调整谐振器的几何尺寸,可以精确地设定滤波器的中心频率和带宽。 实验部分,研究人员利用实际制作的折叠传输线和双面印刷在1.6mm厚的FR4基板上的天线进行了测试。折叠天线的设计包括两个半椭圆形平面,尺寸分别为R1/r1 = 26mm/13mm和R2/r2 = 15mm/8.25mm。馈电的折叠传输线长度为10mm,侧壁条带宽度与基板厚度相同,均为1.6mm,而折叠同轴带状线(CPW)的间隙距离g为0.3mm。 性能验证采用了安捷伦HP8363系列网络分析仪进行测量,结果证实了设计的滤波器在9.5 GHz中心频率具备优异的性能指标,符合设计目标。这种滤波器的实现不仅在尺寸上具有优势,而且在性能上也满足了现代无线通信系统对高效滤波的需求。 这项工作展示了LTCC技术结合U型SIR结构在设计小型化、高性能带通滤波器方面的潜力,对于无线通信、雷达系统和其他射频应用具有重要的实用价值。未来的研究可能会进一步优化这些设计,探索更多的谐振器结构和LTCC工艺改进,以提高滤波器的性能和适应更多频段的应用需求。