LTCC技术双零点带通滤波器的分析.docx

【Word版本下载可任意编辑】 PAGE 1 - / NUMPAGES 1 LTCC技术双零点带通滤波器的分析 利用微波网络分析的方法，该二端口网络可以看成图2和图3两个网络的串联，整个网络的Z矩阵等于上下两个网络的Z矩阵之和。  该网络的传输系数S21可以通过网络的Z矩阵转化而来  其中，Z0为端口的特性阻抗，均为50 Ω。令S21=0，由式(2)可得  其中，  从而得到  利用ABCD矩阵级联相乘，再转化为Z矩阵，得到网络U的Z矩阵  将式（6）带入式（5）得  该方程的两个正根就是两个传输零点的频率值，从式中看到，通过改变耦合电容C，可以得到不同的零点频率。  2 电路设计仿真  用插入损耗法设计滤波器。  若用其设计一个带内波纹为O.2 dB的切比雪夫二阶带通滤波器，根据滤波器设计原理可以确定电路中各元件的值。L1=L2=1.46 nH，C1=C2=0.82 pF，C3=C4=2.55 pF，M=10.02 nH，接地电容C=18 pF。利用ADS电路仿真软件来仿真，利用该软件得出电路的散射参数S，如图5所示。由式(7)知该电路有两个传输零点，在图中可以看到它们分别位于通带的两端，起到了带外抑制作用。而另一条曲线显示的是没有加接地电容，显然带外抑制效果差。  图5所示，接地电容不仅能够起到引入传输零点的作用，还能够控制传输零点的位置。  3 LTCC中的构造布局  在电磁仿真软件中设计LTCC布局，为了有效利用电感之间的耦合，构造出图1所示的构造。所用介质材料的介电常数εr=7.8，3层为0.08 mm，第4和第5层0.18 mm，下面的l层为0.25 mm，1层6层为接地面，1层和2层构成C5，2层和3层构成C3与C4，4层和3层构成C1与C2，第5层为螺旋电感构成L1和L2，它们之间耦合形成M。其构造由图6给出，当这两个对称的电感距离越近时互感值M便越大。整体大小为3 mm×3 mm×0.7 mm。  仿真工具选用AnsoftHFSS和IE3D，分别在各自环境下根据前面得到的元器件数值，设计出符合要求的集总元件尺寸。图7便是两种仿真软件所得出的结果，与ADS电路仿真结果吻合。  4 结束语  结合LTCC技术设计出了一个中心频率在2.45 GHz的二阶带通滤波器，它不仅尺寸小巧，符合现代对无线产品小型化的要求。而且它在带外还有两个传输零点，很好地实现带外抑制，且能利用接地电容大小控制零点位置，有效地满足了在更小的尺寸内实现较好的射频功能。在电感电容等集总元件研究根底上，利用电路仿真，电磁仿真分析相结合的方法得到了设计仿真效果。 :