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功率电感:一种LTCC毫米波折叠形端耦合带通滤波器(下)
作者:    来源:    时间:2014-11-14 08:28:39浏览量:
  设计从传统端耦合滤波器出发。选取带内波纹为0.1dB的3级切比雪夫低通原型,原型值为g0=g4=1, g1=g3=1.031模压电感工厂6, g2 =1.1474。采用耦功率电感器制造商合系数法设计带通滤波器,设计公式为:

    计算可得Qei=Qeo= 5.1321,M12=M23=0.1848。电路结构的耦合系数K和外部Q值的提取可以借助三维电磁仿真软件完成。而在设计好的传统型端耦合滤波器基础上,通过折叠放置谐振单元,即是本文介绍的折叠形端耦合滤波器。两种滤波器均采用FerroA6M陶瓷基板,相对介电常数为5.7,介质损耗角正切为0.002,每层厚度为0.094mm,金属厚度0.01插件电感mm。导体和通孔材料均采用银。考虑到LTCC加工工艺要求选取基板层数为10,这样在不同的两层的50欧姆带状线宽度为0.32mm和0.3mm,谐振单元长度理论上为中心频率的半个波长,但由于两端的电容加载,尺寸应适当缩小。另外为避免信号间的串扰和能量泄露,还加入了屏蔽通孔。两种滤波器的结构分别如图4和图5。

  图4 传统端耦合滤波器

  图5 折叠形端耦合滤波器

  利用三维电磁仿真软件HFSS进行仿真,通过调整各级谐振器长度和谐振器间距及输入输出与谐振器间距,可得到满意的响应曲线。折叠形端耦合结构中传输零点的位置可以通过调节1、3级谐振器间间距来调整。两种结构的仿真结果对比如下:

  图6 仿真结果比较

  从仿真结果可以看出,折叠形端耦合滤波器在不增加级数的情况下明显增加了阻带抑制度。折叠形滤波器最终设计参数为:各级谐振器长度分别为l1=l3=1.49mm, l2=1.55mm,输入输出端与1、3级谐振器间距为-0.29mm(负数表示有覆盖区域),谐振器间距为0.08mm。


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