滤波器的三维模型自上而下共七层 ， 第一层是矩形小块 ， 用以显示器件的上下层 ， 矩形小块所在面为上 ， 第二层和第七层为接地层 ， 第三层为耦合U形结构 ， 第四层为加载电容层 ， 第五层为主谐振层 ， 第六层为第一谐振与第六谐振间的交叉耦合电容 。器件的四周加有金属屏蔽盒 ， 不仅可以防止外界的电磁干扰和内部能量的外向辐射 ， 还可以保护电路 ， 便于安装插头以及与其他器、部件的固定 。仿真测试结果如图3所示 。
由图3可知 ， 中心频率3 400 MHz处的插损为1.85 dB ， 带宽3 300 MHz以及3 500 MHz处的插损分别为2.7 dB和2.3 dB ， 电压驻波比≤1.4 ， 频率在3 200 MHz时 ， 带外衰减为33.1 dB ， 频率在3 720 MHz时 ， 带外衰减为35 dB 。性能优良 ， 选择投入生产加工 ， 进行实物测试 。
3实物生产与测试曲线
软件仿真优化完成后 ， 依照设计参数交付生产线进行加工制造 ， 并获取实物测试曲线图 。此款LTCC带状线型带通滤波器最终产品体积为4.8 mm×4.2 mm×1.5 mm ， 选择相对介电常数为13.3、介质损耗角为tanθ=0.000 58的陶瓷材料进行填充 ， 测试结果如图4所示 。
由图4可知 ， 此款带通滤波器的带内插损最大值为3.4 dB；频率为3 200 MHz时 ， 带外抑制为30 dB ， 频率为3 720 MHz时 ， 带外抑制为20 dB；驻波优于1.7 。实物制造与测试结果均验证完毕 ， 此款带通滤波器不仅实现了小型化的预期 ， 性能上也完全优于设计指标 ， 达到了实验目标 。
4结论
为了实现小型化、高性能的带通滤波器 ， 本次研究基于LTCC技术 ， 选用了带状线型结构进行设计 ， 在六级谐振的基础上进行优化 。通过插入Z字形结构的方式进行交叉耦合以添加传输零点 ， 提高边带陡峭度；插入U形结构 ， 用以加强相邻谐振级之间的磁耦合效应 。软件仿真及优化后的测试结果优于设计指标 ， 允许投入生产制造 。实物完成后的体积仅为4.8 mm×4.2 mm×1.5 mm ， 满足小型化的初衷 。测试结果均优于设计指标并留有余量 。综上 ， 此款LTCC带状线型带通滤波器体积小、重量轻、易生产、性能优 ， 是一款非常实用的带通滤波器 ， 并可大量投入生产 ， 此次研究圆满达成目标 。
参考文献
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