一种LTCC毫米波折叠形端耦合带通滤波器

本文介绍了一种折叠形端耦合带通滤波器。它从传统端耦合滤波器出发，通过采用LTCC多层结构实现所需的紧耦合，又通过将传统的端耦合滤波器中的谐振单元折叠放置，在1、3级谐振器间引入交叉耦合，从而在带外高端引入了一个传输零点，在不增加滤波器级数的情况下增加了阻带抑制度。此滤波器全部埋入LTCC基板中，可以节省出更多的表面安装有源芯片，实现了电路尺寸的紧凑设计。 【毫米波折叠形端耦合带通滤波器】是一种创新设计，旨在克服传统端耦合滤波器的局限性，特别是在毫米波频段的应用。毫米波频段因其宽频带和高分辨率特性，被广泛应用于军事电子技术，如雷达、通信、精确制导等领域。传统的端耦合滤波器由于微波印制板工艺限制，难以实现紧密耦合，导致带宽受限。 【LTCC（低温共烧陶瓷）技术】是实现这种新型滤波器的关键。LTCC技术允许设计者构建多层结构，从而实现更精细的耦合和更紧凑的电路设计。通过LTCC，滤波器可以完全埋入基板中，节省表面空间，有利于集成更多的有源芯片，提升系统集成度。 该【折叠形端耦合滤波器】的创新之处在于将传统的端耦合谐振单元折叠放置，这在1、3级谐振器之间引入了交叉耦合，产生了一个传输零点。这个传输零点的引入，不仅没有增加滤波器的级数，反而增强了阻带抑制度，提高了滤波性能。同时，这种结构能有效地压缩滤波器的尺寸，适应毫米波系统对小型化的需求。 滤波器的工作原理基于端耦合带通滤波器的电容间隙直接耦合半波长设计。通过折叠谐振单元，可以等效为一个电感性网络，进而改变相位关系，使得在特定频率上产生传输零点。当交叉耦合足够强时，主传输路径与交叉耦合路径的相位差达到180度，从而形成传输零点，增强阻带抑制。 设计过程中，首先选用3级切比雪夫低通原型，通过耦合系数法计算出设计参数。接着，利用三维电磁仿真软件，如HFSS，进行电路设计和优化，以确定谐振器长度、间距以及输入输出端的位置，以达到理想的频率响应曲线。 仿真结果表明，折叠形端耦合滤波器与传统端耦合滤波器相比，具有更高的阻带抑制度，且无需增加级数。最终的设计参数，如谐振器长度、间距和输入输出端位置的精确调整，是获得优异滤波性能的关键。 这种【毫米波折叠形端耦合带通滤波器】利用LTCC技术，结合创新的折叠结构和交叉耦合，成功地解决了传统端耦合滤波器的带宽和阻带抑制问题，为毫米波通信系统的滤波器设计提供了新的思路。其紧凑的尺寸、高效的性能和良好的集成能力，对于未来毫米波技术的发展具有重要的意义。