C波段LTCC高频前端模块的研究与实现

针对现有雷达高频接收组件尺寸大、集成度不高的情况,采用低温共烧陶瓷(LTCC)多层基板、单片微波集成电路(MMIC)芯片和微组装技术,设计和实现了C波段LTCC高频前端模块。该模块采用二次混频方案,包含限幅器、放大器、滤波器、衰减器、混频器等;其中主要器件用MMIC芯片实现,滤波器埋置在LTCC多层基板中实现,极大减小了模块的尺寸,模块最终尺寸为64 mm×20 mm×1.1 mm,比现有的接收组件尺寸减小了50%。经测试,该LTCC高频前端模块的增益大于40 dB,带内平坦度小于2 dB,噪声系数小于5 dB,镜像抑制度优于51 dB。可将高频前端模块应用于雷达高频接收组件中,从而减小组件尺寸。     

X波段SICL小型化带通滤波器的设计

为有效减小X波段滤波器的尺寸,减小通带损耗,对基片集成同轴线(SICL)结构进行了研究,提出一种阶跃阻抗(SIR)型SICL带通滤波器,并针对SICL谐振腔与其他平面电路的连接设计了一种由共面波导(CPW)向SICL谐振腔提供激励的平面结构,以便滤波器的测量。仿真结果表明,滤波器通带特性优异,其中心频率为10 GHz,带宽为1.5 GHz,尺寸为13 mm×7 mm,插入损耗为-0.8 dB。     

一种LTCC小型化双重折叠1/4模基片集成波导滤波器设计

提出了一种新型基于低温共烧陶瓷技术的双重折叠四分之一模基片集成波导谐振腔结构,并利用该谐振腔设计了一种垂直排布腔体的两阶滤波器。由于采用了LTCC技术、半模技术以及折叠技术,滤波器的尺寸得以大幅减小,与原始腔体相比,面积减小了大约93.75%。滤波器工作在1.55GHz,插入损耗1.2dB,回波损耗小于-11.5dB,性能较好。     

基于QMSIW小型化带通滤波器设计

为有效减小X波段基片集成波导(SIW)滤波器的尺寸和插入损耗,提出了基于四分之一模基片集成波导(QMSIW)和共面波导(CPW)混合结构的小型化带通滤波器。为了提高滤波器的选择性和带外抑制,将两个CPW合并到两个级联的QMSIW谐振器中,由于两个CPW谐振器之间的耦合是电耦合,有助于产生两个传输零点,因而具有较高的选择性。该小型化滤波器尺寸仅为8.1 mm×15.4 mm,中心频率为8.7 GHz,相对带宽是16.1%,仿真测得插入损耗为0.83 dB,带外抑制大于40 dB。     

基于PCB板的射频声表滤波器封装技术研究

目前主流的终端用射频声表面波(RF-SAW)滤波器均采用基于低温共烧陶瓷(LTCC)基板的倒装焊接技术,标准尺寸为单滤波器1.4mm×1.1mm,封装形式为芯片尺寸级封装(CSP)。介绍了一种基于印刷电路板(PCB)的CSP封装声表面波滤波器,其尺寸达到了1.4mm×1.1mm。使用该基板后,单个器件的材料成本将降低30%以上。通过优化基板的结构,可以达到与LiTaO3匹配的热膨胀系数(CTE)和较低的吸湿性。经后期的可靠性试验证明,该结构的射频滤波器可完全满足工程应用的需求。     

基于SIW的E波段双模带通滤波器的设计

本文设计了一种基于基片集成波导(SIW)的E波段双模带通滤波器,通过一腔多模在一个谐振腔内实现TE102模与TE301模两种模共存,减少了滤波器谐振腔的个数,同时两种模在腔体中线位置处电场强度达到最强,使得滤波器结构变得由此对称,进一步降低了仿真优化调试难度,最后通过SIW-共面波导过渡结构与微带线匹配。利用三维电磁仿真软件HFSS对谐振腔的尺寸进行优化,仿真结果表明,该滤波器性能良好,中心频率73.5GHz,带宽5GHz,通带内回波损耗>20dB,插损<1dB,带外抑制在65GHz&82GHz处大于30dB。滤波器整体尺寸为9.6×5.2mm,实现了低插损,小型化以及易加工。     

新型小型化平衡滤波器的设计

结合平衡滤波器性能与LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)工艺,从滤波器和巴伦的设计理论出发,设计了一款新型小型化的高性能平衡滤波器。该平衡滤波器采用多层带状线结构作为基本的谐振单元同时实现滤波和巴伦功能。仿真结果表明,该平衡滤波器的通带中心频率为4.05 GHz,3 dB带宽为300 MHz,通带3.9~4.2 GHz内插损小于5.5 dB,低阻带1.0~3.5 GHz和高阻带5~8 GHz的衰减均大于30 dB,幅度不平衡度小于±0.25 dB,相位不平衡度小于±6°,平衡滤波器尺寸为3.2 mm×2.5 mm×1.5 mm。     

基于LTCC工艺的小型化可调频带通滤波器的设计

设计了一款基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的小型化带通滤波器。采用两谐振器之间的耦合效应,减小了器件的尺寸。在HFSS中建立滤波器模型并仿真,滤波器的中心频率为1.07 GHz,带宽为428 MHz,回波损耗大于22 dB,2 f_0处抑制大于45 dB,整体尺寸仅为6.5 mm×4 mm×0.9 mm。在此滤波器上模拟表贴变容二极管来调节两个谐振器中的电容实现中心频率可调。结果表明,滤波器的中心频率在1.05~1.23 GHz内连续变化,在中心频率变化过程中插损始终小于1 dB,回波损耗始终大于15 dB,2f_0处抑制大于45 dB。     

基于EMSIW-QMSIW小型化带通滤波器设计

为有效减小S波段基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)滤波器的尺寸和插入损耗,提出了一种基于四分之一模基片集成波导(Quarter-Mode Substrate Integrated Waveguide,QMSIW)和八分之一模基片集成波导(Eighth-Mode Substrate Integrated Waveguide,EMSIW)交叉排列耦合的小型化带通滤波器;并针对提高滤波器选择性和带外抑制水平,通过设计源与负载耦合,实现传输零点的引入。设计了一款小型化带通滤波器,中心频率为3.7 GHz,相对带宽为18.9%,仿真测得最小插入损耗为0.55 dB,带外抑制大于40 dB,且标准化尺寸仅为0.24λ_0×0.11λ_0。通过制作实物验证,测试与仿真相吻合。     

一种基于LTCC技术的WiFi/GPS/BT三模前端模块的设计

基于低温共烧陶瓷(LTCC)集成技术,设计仿真了一种WiFi/GPS/BT三模前端模块。该模块基板里面埋置有双工器、匹配电路,而在基板表面表贴了射频开关、声表面波滤波器、低噪声放大器等器件。改进了双工器(三工器)的设计,并在双工器结构的基础上,利用高介电常数LTCC材料以及基板表面空余空间构建了三工器的第三带通滤波器支路,在不增加模块体积的情况下,得以成功实现了三工器的结构设计。整个模块的外形尺寸仅为5.0 mm×4.0 mm×1.2 mm,其中基板的厚度约为0.5 mm。仿真验证了所设计的双工器和三工器性能参数良好。