微波无源器件三维集成技术研究.doc

摘要:随着信息产业和无线通信系统的蓬勃发展，无源器件作为无线产品射频前端必不可少电子器件，其需求量与日俱增。同时无源器件为了满足各个领域的需求，它的发展方向越来越趋向小型化、集成模块化、高频化。其中低温共烧陶瓷（LTCC）无源滤波器作为微波无源滤波器的一种，很好的解决了无源器件的小型化、高集成度的问题。同时国内外研究者们对LTCC技术十分关注，使得LTCC技术已然成为无源器件材料研究的热点。至于国内LTCC材料行业状况则是起步较晚，产业链不完善，然而国内市场对于高性能的产品需求却是越来越大，因此对于无源滤波器的研究是具有重大实际意义的。

本文首先简要的介绍了LTCC无源滤波器的研究背景、意义和国内外LTCC的研究状况。接着具体阐述了微波滤波器工作的基本原理和LTCC滤波器的优势、基板材料、生产工艺、应用等等，并对仿真软件HFSS进行简单的介绍。然后对一些比较典型的LTCC无源滤波器利用HFSS软件进行电磁仿真，如适用于蓝牙通信的多层LTCC带通滤波器、Ku波段发卡滤波器和五角型开环SIR滤波器，并对其仿真结果进行分析比较，得出相应的结论。

关键词 ：无源滤波器、低温共烧陶瓷（LTCC）、电磁仿真

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 引言-1

1.2低温共烧陶瓷（LTCC）微波滤波器的发展状况及研究意义-2

1.2.1 低温共烧陶瓷（LTCC）微波滤波器发展状况-2

1.2.2 LTCC微波滤波器研究意义-3

1.3 本文的主要研究方法-4

1.4本文的主要研究内容-4

1.5 本章小结-4

2 低温共烧陶瓷微波滤波器的基本理论-5

2.1 微波滤波器的基本理论-5

2.1.1 微波滤波器的简介-5

2.1.2 微波滤波器的分类-5

2.1.3 微波滤波器的设计方法-6

2.1.4 微波滤波器的主要参数指标-7

2.1.5 微波滤波器小型化的技术-9

2.2 低温共烧陶瓷（LTCC）技术-12

2.2.1 低温共烧陶瓷（LTCC）的基本定义-12

2.2.2 LTCC技术的优势-13

2.2.3 LTCC的基板介质材料和制作工艺-13

2.2.4 LTCC技术的应用-16

2.3 低温共烧陶瓷（LTCC）滤波器设计原理-17

2.3.1 目前LTCC滤波器及各种无源器件的设计方法和流程-17

2.3.2 目前可用于LTCC微波滤波器设计的几种电磁数值分析方法和软件-18

2.4 本章小结-18

3 多层LTCC微波带通滤波器的仿真设计-19

3.1 多层滤波器发展历程-19

3.2 多层滤波器的设计-20

3.2.1 多层滤波器设计流程-20

3.2.2 适用于蓝牙通信的LTCC二阶滤波器参数设计-20

3.2.4 适用于蓝牙通信的LTCC二阶滤波器结构设计-21

3.2.4 适合蓝牙通信的LTCC二阶滤波器仿真结果与分析-23

4 两种典型的LTCC微波滤波器的设计-27

4.1 Ku波段发卡式滤波器的设计-27

4.1.1 Ku波段的基本理论-27

4.1.2 Ku波段发卡滤波器的模型设计-27

4.1.3 Ku波段发卡滤波器的仿真结果和分析-28

4.2 五角型开环SIR滤波器的设计-31

4.2.1 五角型开环SIR滤波器的分析-31

4.2.1 五角型开环SIR滤波器的仿真结果与分析-32

5总结和展望-34

5.1 全文总结-34

5.2 前景展望-34

致谢-35

参考文献-36