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2.45GHz LTCC平衡带通滤波器的设计

作　者: 赵宇洁
导　师: 覃亚丽
学　校: 浙江工业大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 巴仑 LTCC 阶跃阻抗谐振器 横向滤波器 平衡带通滤波器
分类号: TN713.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


在无线通信尤其是射频电路的前端,平衡滤波器是非常重要的器件。而随着无线通信的迅速发展,对微波器件小型化的要求越来越高。基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的平衡滤波器满足了小型化、低成本化的要求。本文主要研究用于蓝牙和无线局域网的中心频率为2.45GHz的LTCC平衡带通滤波器的设计与仿真。本项目是与深圳顺络电子有限公司合作,基于LTCC工艺,通过场路结合与电磁场仿真软件辅助的方法来设计平衡滤波器。本文主要包含三部分的内容,滤波器的设计、巴仑的设计以及平衡滤波器的互连,具体研究内容如下:1.滤波器设计。主要包括两种滤波器的设计,一种是以耦合带状线的形式来实现的微带滤波器,一种是利用横向滤波器的原理来设计的微带滤波器。两种滤波器都是从集总电路出发,根据集总电路与带状线之间的关系计算出带状线尺寸,然后借助电磁场仿真软件(HFSS)对初始模型进行仿真、调节,得到中心频率在2.45GHz、带宽为100MHz的LTCC带通滤波器。不同的是,设计第一种滤波器的集总电路是从归一化切比雪夫低通滤波器出发,通过频率和阻抗变换、电路变化得到带通滤波器,然后通过J变换器变换得到并联谐振单元结构的集总电路形式,最后得到两级SIR折叠线型带通滤波器。而第二种带通滤波器的集总电路是由低通滤波器和高通滤波器串联得到,接着结合经典的分布参数传输线理论,用带状线来代替集总电路中的每一个电感、电容。2.巴仑设计。首先运用奇偶模的分析方法得出耦合线的奇偶模阻抗,再利用Transmission line软件得到耦合线的具体参数。而由于器件尺寸的限制,采用螺旋线型结构来实现三线巴仑,最后得到在通带内平衡端振幅相差小于2dB、相位相反的巴仑。3.LTCC平衡滤波器建模。在射频电路中,当通孔被用作滤波器和巴仑之间的互连元件时,必会对滤波器和巴仑的特性造成影响,所以需要对互连后的模型进行调整。本文利用HFSS仿真软件,最后得到了中心频率为2.45GHz,带宽100MHz,外形尺寸为2.5×2.0×0.9mm~3,并在阻带有传输零点的平衡滤波器。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 微波平衡滤波器的研究背景  10
  1.2 LTCC 技术介绍及发展背景  10-11
  1.3 本文的研究内容、目的及意义  11-13
  1.4 本文的内容安排  13-14
第2章 滤波器设计  14-41
  2.1 引言  14
  2.2 滤波器的发展历史  14-15
  2.3 滤波器的分类  15-16
  2.4 滤波器集总电路设计  16-24
    2.4.1 概述  16
    2.4.2 低通滤波器设计  16-19
    2.4.3 带通滤波器设计  19-20
    2.4.4 2.45GHz 带通滤波器集总电路设计  20-22
    2.4.5 倒置变换器  22-24
  2.5 LTCC 滤波器设计  24-33
    2.5.1 谐振器的类型  24-26
    2.5.2 SIR 谐振器的基本结构和谐振条件  26-27
    2.5.3 折叠线型SIR 尺寸设计  27-29
    2.5.4 2.45GHz LTCC 带通滤波器的设计  29-33
  2.6 LTCC 横向滤波器设计  33-39
    2.6.1 横向滤波器的概念  33-35
    2.6.2 横向滤波器的集总电路分析  35-37
    2.6.3 LTCC 横向带通滤波器的设计  37-39
  2.7 本章小结  39-41
第3章 巴仑设计  41-51
  3.1 引言  41
  3.2 巴仑的发展历史和结构  41-42
    3.2.1 巴仑的发展历史  41
    3.2.2 巴仑的结构  41-42
  3.3 耦合线的实现方式  42-46
  3.4 LTCC 巴仑的设计  46-49
  3.5 本章小结  49-51
第4章 LTCC 平衡滤波器设计  51-56
  4.1 引言  51
  4.2 通孔的尺寸设计  51-52
  4.3 LTCC 平衡带通滤波器设计  52-55
  4.4 本章小结  55-56
第5章 总结与展望  56-57
  5.1 结论  56
  5.2 展望  56-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
攻读学位期间参加的科研项目和成果  62

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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 > 带通、带阻滤波器
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