ADS 辅助设计 LTCC 宽带远寄生 SIR 滤波器
滤波器(filter)仿真与设计ADS
其中功率损耗，等于单位时间内的耗能。
注意：在应用这个定义时，必须区分有载和无载Q。
2012-6-30
一、滤波器基本知识
1.5 滤波器的设计方法
分布参数法 影像参数法 集总参数法 网络综合法
2012-6-30
一、滤波器基本知识
1.5 滤波器的CAD设计过程
选定电路 拓扑结构 （1）全面分析电路应用场合与设计指标，选定合适 可行的电路拓扑结构。 （2）由近似设计公式、参数表格或等效电路综合获 设计初值 得电路设计初值。 （3）无源电路仅需进行 S 参数仿真。 电路仿真 （S 参数仿真） （4） 平面或多层平面电路采用 Moment 或 EMDS 仿 真器；腔体或同轴等立体电路采用 HFSS 仿真。 （5）数据分析及后处理中，由 S 参数可以得到 Z 参 电磁仿真 电路优化 数据分析及 后处理 数、Y 参数、端口放射系数、端口驻波系数等其它 相关结果。 （6）电路优化和电磁优化。
一、滤波器基本知识
1.1 滤波器功能概述
在特定频率或频段内的频率分量做
加重或衰减处理
阻抗匹配 相位（或时延、慢波）处理及补偿
2012-6-30
一、滤波器基本知识
1.2 滤波器原理
dB
通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性，即
L A 1 0 lg Pin PL
dB
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三、上 机 仿 真 实 践
下面参考《ADS2008射频电路设计 与仿真实例》第四章内容，开始上机 实践。 思考：书中高低阻抗结滤波器设计实例，其
所建模型是不准确的！请同学们思考为什么？
2012-6-30
四、课 后 作 业
（1）使用ADS设计1个平行耦合谐振单元带通滤波器，该滤 波器为5节切比雪夫带通滤波器，所用基片介电常数为10.2， 基片厚度为0.635 mm,导体材料为金，信号层厚金属厚度为 0.017mm，正切损耗角为0.002。 设计指标为通带中心频率=10 GHz，3dB带宽1.5GHz，相 对中心频率的归一化带宽FBW=15%，通带内波纹为0.1dB。阻 带边频8.8GHz与11.5GHz处衰减要大于20dB。 注意：参考《射频电路设计-理论与应用》（电子工业出版 社），第5章5.4.4节内容，给出各阶段设计的ADS截图并结 合说明文字（同时包括该设计的ADS工程），3月8号之前提 交所完成作业，jh_deng@。作业命名规范：学 生学号_3.doc;学生姓名拼音全拼_filter_prj。
ads设计的滤波器.
1 课题背景随着信息化浪潮的推进，现代社会产生了巨大的信息要求，通信技术正在向高速、多频段、大容量方向发展。
目前移动通信中所使用的主要频率为0.8-1.0GHz，全球GSM频段分为4段，即850/900/1800/1900MHz。
在宽带移动化方面，IEEE802工作组先后制定了WLAN和WiMAX等技术规范，希望能沿着固定、游牧/便携、移动这样的演进路线逐步实现宽带移动化，常用的WLAN通信频段标准为IEEE802.1b/g(2.4-2.5GHz)和IEEE802.11a(5.2-5.8GHz)。
为了在移动环境下实现宽带数据传输，IEEE802.16WiMAX成了宽带移动的主要里程碑，促进了移动宽带的演进和发展，2.3-2.4GHz和3.4-3.6GHz频段均被划分为WiMAX的全球性统一无线电频段。
这正是S波段的应用，因此如何研究出高性能，小型化的滤波器是目前电路设计的的关键之一。
当频率达到或接近GHz时，滤波器通常由分布参数元件构成，分布参数不仅可以构成低通滤波器，而且可以构成带通和带阻滤波器。
平行耦合微带传输线由两个无屏蔽的平行微带传输线紧靠在一起构成，由于两个传输线之间电磁场的相互作用，在两个传输线之间会有功率耦合，这种传输线也因此称为耦合传输线。
平行耦合微带线可以构成带通滤波器，这种滤波器是由四分之一波长耦合线段构成，它是一种常用的分布参数带通滤波器。
当两个无屏蔽的传输线紧靠一起时，由于传输线之间电磁场的相互作用，在传输线之间会有功率耦合，这种传输线称之为耦合传输线。
根据传输线理论，每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容。
每条微带线的特性阻抗为Z0，相互耦合的部分长度为L，微带线的宽度为W，微带线之间的距离为S，偶模特性阻抗为Z e，奇模特性阻抗为Z0。
单个微带线单元虽然具有滤波特性，但其不能提供陡峭的通带到阻带的过渡。
如果将多个单元级联，级联后的网络可以具有良好的滤波特性。
一款基于ADS仿真软件设计的L频段叠层微带线滤波器
一款基于ADS仿真软件设计的L频段叠层微带线滤波器作者：宁涛郭亚芝邓永辉来源：《E动时尚·科学工程技术》2019年第05期滤波器是一个不错的选择。
L频段微带线滤波器本身是一种采用分布参数实现的滤波器件，不可控因素较多，为达到较优设计指标可能需要多次试制，这与研发进度会形成冲突。
ADS （Advanced Design System）作为一款仿真类EDA软件，能够在研发初期对滤波器进行仿真分析，大大提高产品质量和研发效率。
该文针对L频段叠层滤波器进行了论述和ADS仿真，试制品测试结果满足设计要求。
关键词：滤波器;L频段;叠层;ADS;EDA设计1 引言滤波器在通信系统中占有非常重要的地位，广泛应用于电台通信、卫星通信、测量测绘、雷达技术以及电子对抗技术等领域。
在射频发信道中经常会用到谐波滤波器类器件对功率放大器输出信号进行选频滤波。
谐波滤波器一般都采用通带插入损耗小，阻带抑制较高的设计思路进行设计，常见的为选用椭圆函数滤波器或采用滤波器级联的方式。
本文涉及的是一种应用在L频段的低通滤波器。
频率较低时低通滤波器是由高品质因数（Q）电感线圈和电容等集中参数器件搭建的，这类器件能够很好满足设计指标要求，但频率上升至L频段及以上时，由于集中参数元件选值较小，其精度不够并且Q值也会急剧下降，造成滤波器通带频率内插入损耗变大并且难以调试，无法满足设计要求。
所以本文涉及的L频段低通滤波器采用微带线方式构建滤波器。
同时为了小型化设计要求，多个微带线滤波器采用了叠层结构以减少器件在印制板贴装时的占板面积。
ADS是美国Agilent公司推出的电路和系统分析软件，可实现包括时域和频域、线性和非线性、模拟和数字、器件级和系统级等多方面仿真，解决了射频电路设计领域困扰设计工程师的大多数问题，是一款强大的射频电路设计与仿真工具软件。
本文将采用ADS（Advanced Design System）辅助设计软件，对这款L频段微带线滤波器进行仿真分析，旨在提供一种利用ADS仿真软件进行微带线滤波器设计的思路和方法，从而减少设计迭代，提高设计速度。
采用LTCC技术的传输零点滤波器设计
采用LTCC技术的传输零点滤波器设计
随着射频无线产品的快速发展，对微波滤波器小型化、集成模块化，高频
化的要求也越来越高。
而小体积、高性能和低成本的微波滤波器的市场需求量
增加。
此类微波滤波器的设计与实现已经成为现代微波技术中关键问题之一。
其主要的设计概念是将二维的电路布局变为三维电路布局，借此达到缩小体积
的目的。
由于低温共烧陶瓷(LTCC，Low TemperatureCofired Ceramic)技术具有高集成密度、高性能、高可靠性以及可内埋置无源元件等优点，成为多层无源
器件和电路设计的主流，对微波无源器件的小型化起到了极大的推动作用。
文
中所研究设计的基于LTCC 多微波无源滤波器力求达到结构小型化和性能优越化。
1 具有传输零点滤波器设计原理
传输零点理论指的是滤波器传输函数等于零，即在这一频点上能量不能
通过网络，因而起到完全隔离作用。
通常带通滤波器在无限远的频点处其传输
函数是趋于零的，称之为无限传输零点，但由于是无限远，因此没有实际意义。
在实际设计的带通滤波器中为了使通带外有较大抑制，就需要在一些特定的频
点处引入零点，这便是通常所指的有限零点。
LTCC 中有多种引入零点方法，由于LTCC 往往采用多层结构，器件排
列紧密，相互之间电磁耦合也会很大，这通常会使得电路特性恶化。
文中利用
螺旋电感之间的耦合，提高电路特性。
滤波器结构如。
用ADS软件进行滤波器的设计-硬件和射频工程师
• 主要应用于：射频和微波电路的设计，通信系统的设计，RFIC
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ADS软件
ADS仿真分析方法包括：
• • • • • •
高频SPICE分析和卷积分析 线性分析 谐波平衡分析
电路包络分析
射频系统分析 电磁仿真分析
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ADS软件
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设计指标
Company 计算工具LineCalc计算得到微带线 的几何尺寸W、S、L。
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实验步骤
1 、启动ADS，新建一个 Project，长度单位用默认的 mm。
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实验步骤
2、在打开的原理图中按照计算出来的参数连接电路 3、采用Optim进行优化，优化各耦合微带线的参数。
无源器件的设计及实现-软件仿真
----微波滤波器的设计
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实验目的
• 了解微波滤波电路的原理及设计方法。
• 学习使用ADS软件进行微波电路的设计，优化，
仿真。
• 掌握微带滤波器的设计。
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实验内容
• 使用ADS软件设计一个微带带通滤波器，并对其参
数进行优化、仿真。
• 通带3.0－3.1GHz，带内衰减小于2dB，起伏小于1dB，
2.8GHz以下及3.3GHz以上衰减大于40dB，端口反射 系数小于-20dB。
• 微带电路板参数如下：厚度0.8mm，介质相对介电常数
为Er=4.3，相对磁导率为Mur=1，金属电导率 Cond=5.88E +7，封装高度Hu =(1.0e+33) mm， 金属层厚度T=0.03 mm，损耗正切角TanD=1e-4， 表面粗糙度Rough=0mm。
基于LTCC工艺的7阶L－C高通滤波器的设计与测试
２ 高通滤波器的结构设计
根据滤波 器 设 计 指 标 确 定 采 用 ７ 阶 L－C 模 型.
技术指标为:截止频 率 大 于 ２GHz,
２．
５ GHz~４．
０ GHz
插入损耗小于 ２dB,驻 波 系 数 小 于 １．
５,
DC－１．
８ GHz
内插入损耗大于 １５dB. 图 １ 为 滤 波 器 总 参 数 电 路 图,
大的是输入输出 之 间 串 联 电 容 的 品 质 因 数. 如 果 采 用
的 LTCC 陶 瓷 介 质 的 介 电 常 数 太 小,则 实 现 同 样 容 值
收稿日期:
２０１９
Ｇ
０２
Ｇ
２１
基金项目:江苏省高等学校自然科学研究面上项目(编号:
１８KJD１４０００６)
作者简介:柯皓文(
１９９７—),男,盐城师范学院新能源与电子工程学院学生.
的拓扑结构,然后利用电磁仿真软 件 HFSS 仿 真 所 需 电 容 和 电 感 的 集 中 参 数 值. 通 过 优 化 每 个 部 分 中 的
细节,将生成的原理图三维设计成符合 LTCC 加工方法的模型并进行了仿真测试,获得了 符 合 设 计 指 标 的
滤波器结构.该滤波器采用 ７ 阶 L－C 模型,截止频率大于 ２GHz,
１)中 n 为电容 需 要 的 层 数;
ε０ 为 真 空 中 的 介
电常数;
是低
温
共
烧
陶
瓷
介
质
的
相
对 介 电 常 数;
εr
s是
上下电极间的正对面积;
d 是上下极板 间 的 距 离. 公 式
(
)
中
是电感有效长度;
教程：ADS微波滤波器设计
微带滤波器的设计（ADS ）原理这次设计的滤波器主要是针对前面设计的天线而来的，即要实现最后的级联。
所以有必 要阐述一下上次设计的天线的具体规格：上次设计的天线是在 2.5GHz 附近工作,而我在这里设计的滤波器目的是针对移动通信设计，所要求带宽较窄，令带宽在50MHz 左右，符合天线能提供的范围。
滤波器使用的基板参数还是εr= 9.8, h=1.27mm ，此时基板上的50ohm 阻抗传输线的宽大概为1.22mm 。
滤波器主要设计要求如下： 中心频率G0=2.5GHz带宽=50MHz~70MHz （计算按50MHz ） 在2.55GHz 上衰减达到25dB这里设计的滤波器为边缘耦合平行耦合线带通滤波器设计图如下：计算主要参数1、由低通到带通频率的变换这里W 为相对带宽， 01212122f f f f f f f W −=+−==0.02 得到'1ωω′＝2，如果采用切比雪夫原型，查表得到此滤波器为n=4级。
纹波系数为0.01dB 的切比雪夫原型的元件数值分别为：g0=1;g1=0.7168;g2=1.2003;g3=1.3212;g4=0.6476;g5=1.1007;'1ω＝1 并且为了简单起见，采用对称耦合的末段。
2、 ⎟⎠⎞⎜⎝⎛−=2121W πθ=1.5551=ο1.89； 1tan 21θτ==31.828； 计算各个G 参数如下：7168.0111×=G =1.1811；1007.16476.015×=G =1.1844；2003.17168.012×=G =1.0781；3212.12003.113×=G =0.7941；6476.03212.114×=G =1.0811；当滤波器采用对称耦合结构[]121−+=τG h =0.0301; ()()1511111==A A ;()()1811.10301.0512112×==A A =0.2049; ()()1522122==A A ; ()()()828.310301.0411311211×===A A A =0.9580; ()()ο1.89sin 0800.10301.0412212×==A A =0.0325; ()ο1.89sin 7941.00301.0312×=A =0.0239;3、于是阻抗矩阵元素和偶、奇模阻抗为： ()()()()1522122511111====Z Z Z Z ； ()()2049.0512112==Z Z ； ()()()9580.0411311211===Z Z Z ； ()()0325.0412212==Z Z ；()0239.0312=Z ；各耦合段的偶、奇模阻抗耦合段编号 1 2 3 4 5 归一值 1.2049 0.9905 0.9819 0.9905 1.2049 偶模阻抗Z 0e 实际值 60.245欧49.525欧49.095欧49.525欧 60.245欧归一值 0.7951 0.9255 0.9341 0.9255 0.7951偶模阻抗Z 0o实际值 39.755欧46.275欧46.705欧46.275欧 39.755欧这里使用ADS 自带的耦合微带传输线计算器来计算各个尺寸。
基于LTCC技术滤波器的优化设计
基于LTCC技术滤波器的优化设计摘要摘要随着无线通信的迅速发展，无线产品特别是射频、微波领域越来越需要高性能、高可靠性、低成本及良好的温度特性，小、轻、薄已经成为电子产品的发展趋势。
这势必对IC集成及高密度封装技术提出更高的要求，传统的电路印刷(PCB)技术由于自身的特点大大限制了贴片分离元器件的小型化，LTCC技术作为一门新兴技术很好的解决了这个问题,另外鉴于滤波器在无线通信特别是在无线通信设备的射频前端占有重要的地位，本文就围绕着基于LTCC技术滤波器的优化设计展开，对LTCC技术相关内容加以分析和讨论。
本文第一部分首先就LTCC技术相对于传统的集成封装技术的优点、LTCC材料及基于LTCC技术产品的国内外发展现状及动态的介绍，以便于把握LTCC技术的发展动态；给出了LTCC技术工艺流程，并对每一工艺流程中的关键问题加以介绍；并对LTCC技术部分设计原则及应用软件加以介绍，以便为后面的三维电路建模提供了设计依据和设计手段。
本文第二部分首先通过对基于LTCC技术内埋置电感、电容三维建模及电磁场仿真得到几种常见电感、电容三维结构模型比较结果，从中得到：helical、VIC分别为LTCC内埋置电感、电容最佳模型选择；列举出影响内埋置电感、电容性能的各种因素，并给出结论分析及理论解释；得出修正T模型应用频宽远远大于传统的PI模型。
第二部分的另外一个主要内容是LTCC滤波器优化设计，针对同一滤波器技术指标给出了两种结构：单零点和双零点。
后者是在前者的基础上改进的。
两种结构均可以满足给定的技术指标要求，后者在高频带外抑制要优于前者。
关键词：LTCC技术，阶跃阻抗谐振器，helical，滤波器IAbstractWith the development of wireless communication,the latest wireless products demand ever-greater functionality, higher performance, and lower cost in smaller and lighter formats. That has been satisfied to date by major advances in integrated circuit (IC) and high-density packaging technologies, even though the RF sections have continued to demand high-performance and miniaturized passive components such as matching and filtering circuitry. Continuing reductions in size of discrete surface mounted components are having diminishing returns because of the incompatibility of the printed circuit board (PCB) technology, as well as the high cost of assembly of those tiny discrete components. And low temperature coffered ceramics (LTCC) can meet the demand very well. As we all know that the filter is very importance in the RF front-end of wireless communication. Then we study the filter basing on LTCC, and introduce the correlation of LTCC.The part one introduces the development actuality, trends and the technology of the low temperature cofired ceramics (LTCC)respectively, and introduces the techniques, the key issues and the design principle of LTCC circuits. and the design tools, such as Agilent ADS, Ansoft HFSS.The part two, at first give the three dimensional building model for Buried inductor and capacitance in LTCC and the design of LTCC filter respectively. find that the helical, VIC is the better model separately. And get the equivalent circuits of the inductor and capacitance in LTCC, and that the modified T is better than tradition PI model. there are two ways to arrive the goal, such as the single zeros and two zeros model. The second model is better than the first one in the high bandstop of the filter.Keywords: the technology of low temperature cofired ceramics, stepped impedance resonator, helical, filter.II目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 LTCC技术研究现状及动态 (2)1.2.1 LTCC材料的现状及动态 (2)1.2.2 LTCC技术应用的现状及动态 (3)1.3 LTCC技术面临问题及未来展望 (5)1.3.1 LTCC技术面临问题 (5)1.3.2 LTCC技术未来展望 (6)1.4 课题来源及研究意义 (7)1.5 本论文的主要内容 (7)第二章 LTCC技术 (8)2.1 引言 (8)2.2 LTCC技术工艺流程[15] (12)2.2.1 LTCC生瓷带制备 (13)2.2.2 生瓷带打孔前处理工艺 (16)2.2.3 打孔 (16)2.2.4 填孔 (17)2.2.5 导体层印刷 (17)2.2.6 叠片 (18)2.2.7 烘巴及等静压 (18)2.2.8 切割 (18)2.2.9 排胶 (19)2.2.10 烧结 (19)2.2.11 测试 (20)III2.3 LTCC技术部分设计原则探讨 (20)2.3.1 LTCC中导体设计 (20)2.3.2 通孔 (23)2.3.3 射频通孔 (24)2.3.4 电源及接地 (25)2.3.5 空腔 (26)2.4 LTCC技术仿真及设计软件介绍 (27)2.5 本章小结 (30)第三章基于LTCC技术内埋电感电容的设计与分析 (31)3.1 简介 (31)3.2 LTCC内埋置电感设计与分析 (32)3.2.1 目前LTCC内埋置电感基本类型 (32)3.2.3 LTCC埋置电感设计流程 (38)3.2.4 三种LTCC电感建模及分析比较 (38)3.2.5 LTCC helical三维电感影响因素分析 (42)3.2.6 电感等效电路模型理论 (55)3.3 电容设计与分析 (59)3.3.1 LTCC内埋置电容性能指标及其计算 (60)3.4 本章结论 (65)第四章基于LTCC技术的无源滤波器设计 (66)4.1 引言 (66)4.2 滤波器设计基础 (67)4.2.1 滤波器技术指标 (67)4.2.2 滤波器分类 (68)4.2.3 频率变换 (72)4.3 阶跃阻抗谐振器(SIR) (74)4.3.1 SIR的基本结构 (74)IV4.3.2 SIR谐振条件和谐振器的电学长度 (75)4.4 LTCC滤波器设计实例 (78)4.4.1 实例设计目标指标 (78)4.4.2 LTCC滤波器设计流程 (78)4.4.3 实例设计方案及实施 (79)4.5 本章结论 (92)第五章结论 (94)致谢 (95)参考文献 (97)个人简历 (102)V第一章绪论1.1 研究背景近年来随着军用电子整机、通讯类电子产品及消费类电子产品迅速向短、小、轻、薄方向发展，手机、PDA、MP3、笔记本电脑等终端系统的功能愈来愈多，体积愈来愈小，电路组装密度愈来愈高。
ads设计的滤波器
ads设计的滤波器1 课题背景随着信息化浪潮的推进，现代社会产⽣了巨⼤的信息要求，通信技术正在向⾼速、多频段、⼤容量⽅向发展。
⽬前移动通信中所使⽤的主要频率为0.8-1.0GHz，全球GSM频段分为4段，即850/900/1800/1900MHz。
在宽带移动化⽅⾯，IEEE802⼯作组先后制定了WLAN和WiMAX等技术规范，希望能沿着固定、游牧/便携、移动这样的演进路线逐步实现宽带移动化，常⽤的WLAN通信频段标准为IEEE802.1b/g(2.4-2.5GHz)和IEEE802.11a(5.2-5.8GHz)。
为了在移动环境下实现宽带数据传输，IEEE802.16WiMAX成了宽带移动的主要⾥程碑，促进了移动宽带的演进和发展，2.3-2.4GHz和3.4-3.6GHz频段均被划分为WiMAX的全球性统⼀⽆线电频段。
这正是S波段的应⽤，因此如何研究出⾼性能，⼩型化的滤波器是⽬前电路设计的的关键之⼀。
当频率达到或接近GHz时，滤波器通常由分布参数元件构成，分布参数不仅可以构成低通滤波器，⽽且可以构成带通和带阻滤波器。
平⾏耦合微带传输线由两个⽆屏蔽的平⾏微带传输线紧靠在⼀起构成，由于两个传输线之间电磁场的相互作⽤，在两个传输线之间会有功率耦合，这种传输线也因此称为耦合传输线。
平⾏耦合微带线可以构成带通滤波器，这种滤波器是由四分之⼀波长耦合线段构成，它是⼀种常⽤的分布参数带通滤波器。
当两个⽆屏蔽的传输线紧靠⼀起时，由于传输线之间电磁场的相互作⽤，在传输线之间会有功率耦合，这种传输线称之为耦合传输线。
根据传输线理论，每条单独的微带线都等价为⼩段串联电感和⼩段并联电容。
每条微带线的特性阻抗为Z0，相互耦合的部分长度为L，微带线的宽度为W，微带线之间的距离为S，偶模特性阻抗为Z e，奇模特性阻抗为Z0。
单个微带线单元虽然具有滤波特性，但其不能提供陡峭的通带到阻带的过渡。
如果将多个单元级联，级联后的⽹络可以具有良好的滤波特性。
基于LTCC技术的微波滤波器设计及特性研究的开题报告
基于LTCC技术的微波滤波器设计及特性研究的开题报告一、研究背景和意义：随着无线通信技术的发展和应用领域的不断扩大，对高性能、小尺寸、低功耗的微波滤波器需求日益增加。
LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramics）是一种新型的多层陶瓷封装技术，具有良好的介电性质、低介电损耗、高频率性能、可靠性等优异特性，被广泛应用于微波器件制造领域。
因此，基于LTCC技术的微波滤波器具有生产成本低、体积小、性能稳定等优势，在无线通信和雷达等领域被广泛应用。
二、研究内容和目的：本文拟对基于LTCC技术的微波滤波器的设计及特性进行研究。
首先，对LTCC封装技术进行理论分析，并介绍其制备工艺和性能特点。
其次，根据所需滤波器的特性参数，设计LTCC微波滤波器的电路图和仿真模型，并利用ADS软件进行系统建模和仿真分析。
最后，通过实验验证，得出滤波器在频率响应、带宽、群延迟等方面的性能指标。
该研究的目的是提高基于LTCC技术的微波滤波器的设计、制造和应用水平，为实现高性能和低成本的微波器件制造提供技术支持和理论指导。
三、研究方法和步骤：1. 对LTCC封装技术进行理论分析，介绍其制备工艺和性能特点。
2. 根据所需滤波器的特性参数，进行滤波器电路图设计和仿真模型构建。
3. 利用ADS软件对模型进行系统建模和仿真分析，得出滤波器的频率响应、带宽、群延迟等性能指标。
4. 搭建实验平台，制造并测试LTCC微波滤波器，对仿真结果进行实验验证。
5. 根据实验结果进行数据分析和处理，进一步调优滤波器的设计参数和制造工艺。
四、拟解决的问题和预期成果：1. 基于LTCC技术设计和制造微波滤波器的优点和特点。
2. 获得LTCC微波滤波器的频率响应、带宽、群延迟等性能指标。
3. 确定滤波器的设计参数和制造工艺，提高滤波器的性能和稳定性。
4. 利用该技术搭建高性能、低功耗的微波滤波器实验系统，为无线通信和雷达等领域的应用提供技术支持。
一款基于ADS仿真软件设计的L频段同轴介质谐振器型电调滤波器
一款基于ADS仿真软件设计的L频段同轴介质谐振器型电调滤波器针对实际工程应用中L频段接收或发射信道有较高的选频滤波要求，加之设备小型化要求中有严格的体积限制，不能使用宽带滤波器和较大体积的滤波器，采用电调滤波器是一个不错的选择。
然而传统电调滤波器采用的谐振电路中的电感在L频段使用时，会出现很多问题，影响产品性能。
本文就针对这一问题，提出了一种同轴介质谐振器型电调滤波器，并采用ADS（Advanced Design System）进行了研发初期的仿真分析，大大提高了产品质量和研发效率。
标签：电调滤波器;同轴介质谐振器;ADS;L频段;EDA设计1 引言电调滤波器在通信系统中具有重要的地位，广泛应用于电台通信、测量测绘、雷达技术以及电子对抗技术等领域，提高发射和接收相关性能指标。
在射频发射信道或接收信道中，需要在射频信号放大前进行选频滤波，抑制干扰、杂散、交调等无用信号，防止这些无用信号被后级的放大器放大，影响设备整体性能。
电调滤波器是通过动态可调整的电压对滤波器的选通频点进行动态选择，并有体积小、选择性较高的特点。
本文涉及的是一种应用在L频段的电调滤波器。
频率较低时电调滤波器一般是由n组电感线圈、变容二极管和高Q电容组成的调谐回路组成，利用改变变容二极管的反向偏置电压来控制带通滤波器的选通频率，来实现信道中选通有用信号、衰减带外无用信号的作用。
由于在L频段应用普通电感线圈会因为电感Q值不高的特性而影响电调滤波器整体指标，进而不能达到通信设备对信道的指标要求，造成接收灵敏度降低，发射杂散抑制指标不达标等问题。
ADS软件是美国Agilent公司推出的电路和系统分析软件，可实现包括时域和频域、线性和非线性、模拟和数字、器件级和系统级等多方面仿真，解决了射频电路设计领域困扰设计工程师的大多数问题，是一款强大的射频电路设计与仿真工具软件。
本文将采用ADS（Advanced Design System）辅助设计软件，对一款L频段同轴介质谐振器型电调滤波器进行仿真应分析旨在提供一种利用ADS 仿真软件进行高频段同轴介质谐振器型电调滤波器设计的思路和方法，从而减少设计迭代，提高设计速度。
一种基于LTCC的宽带一分三滤波功分器
一种基于LTCC的宽带一分三滤波功分器方洁;戴永胜【摘要】为实现射频系统中微波器件的宽带化、小型化,设计了一款具有滤波性能的功分器.该滤波功分器创新性地将带通滤波器与一分三功分器级联在一个封装器件中,大大减小了体积且解决了阻抗不匹配问题.其中带通滤波器采用四级半集总结构,加入耦合电容版提高滤波性能,一分三功分器采用LC集总结构,实现了小型化.利用ADS软件进行二维仿真,利用HFSS软件进行三维模型的仿真.本文设计的一分三滤波功分器尺寸仅为3 mm×5.6 mm×1.5 mm,工作频带为1.8～2.2 GHz.仿真后的结果为:插入损耗小于7 dB,回波损耗优于19 dB,隔离度优于17 dB,所设计的滤波功分器满足性能要求,且具有小型化高性能的应用优势.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2019(038)009【总页数】5页(P94-98)【关键词】滤波功分器;半集总结构;LC集总结构;级联【作者】方洁;戴永胜【作者单位】南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏南京 210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏南京 210094【正文语种】中文【中图分类】TN713为了满足射频系统元件设计的小型化需求,减少信号传输过程中的损耗,本文考虑将射频前端系统中滤波器与功分器相结合,基于LTCC技术制作滤波功分器。
目前滤波功分器的设计主要有三种方案:(1)将功分器与滤波器相级联;(2)用谐振单元代替功分器中的四分之一波长传输线;(3)滤波器与功分器集成一体化[1]。
目前众多学者对于滤波天线[2]、滤波巴伦[3]等器件的研究都已经较为成熟,而对于滤波功分器的研究仍趋向于增加滤波功分器的带宽,因此提出在四分之一波长传输线后并联两短路枝节[4]、加载耦合线和阶梯阻抗构成谐振单元[5]等方法。
LTCC[6]滤波器的设计主要包括LC集总结构、分布式结构、半集总结构。
功分器的设计经历了从T型结结构到LTCC高度集成的Wilkinson结构的不断优化过程。
ADS 辅助设计 LTCC 宽带远寄生 SIR 滤波器
ADS 辅助设计LTCC 宽带远寄生SIR 滤波器刘远庆 李宏军 许悦中电十三所 十六专业部滤波器室摘要：传统梳状、交指结构的滤波器中，宽带与远寄生常常是一对矛盾的指标。
常规的SIR 结构的滤波器虽然可以实现良好的寄生通带特性，但是由于其自身结构及加工工艺的限制，很难实现宽带性能。
本文结合LTCC 多层工艺技术，在ADS 软件的辅助设计下，仿真实现了一种宽带、远寄生的SIR 滤波器。
通过仿真曲线对比可以看出，在采用LTCC 工艺下，SIR 可以轻松实现宽带、远寄生的良好滤波特性，同时也可以实现很小的体积。
关键词：SIR 、LTCC 、滤波器、宽带远寄生、ADS1、 前言LTCC 技术与SIR 结构的滤波器都是当今滤波器领域的热门研究方向之一。
采用LTCC 工艺可以实现多层互联结构和内嵌电阻、电容、电感等无源元器件，为滤波器的小型化提供了工艺平台。
传统的交指、梳状滤波器通常以加大开路端的电容加载，减小谐振器电长度来实现较远的寄生通带抑制。
但是谐振器电长度的压缩，会造成滤波器通带近端抑制度的恶化，同时在平面电路中会造成滤波器Q 值的降低。
采用SIR 结构的滤波器可以在不压缩谐振器电长度的情况下实现非常远的寄生通带抑制特性。
并且SIR 结构中谐振器电长度不需要压缩，因此SIR 结构的滤波器相对于压缩电长度的交指、梳状滤波器有更好的近端抑制度。
但是，受SIR 自身结构的限制，SIR 滤波器较难实现宽带特性[1]。
本文采用SIR 谐振器特性，借助ADS 仿真软件，仿真设计了一种宽带、远寄生的SIR 带通滤波器，综合得到了30%的相对带宽和5倍F 0远寄生性能。
2、 四分之一波长SIR 谐振器设计原理四分之一波长的SIR 谐振器是由两个或两个以上具有不同特征阻抗的阶梯状传输线构成的横向电磁场或准横向电磁场模式的谐振器。
图1示出常用SIR 谐振器的结构[1]。
图1 四分之一波长的SIR 谐振器图1中1θ、2θ分别表示对应特征阻抗为1Z 、2Z 的传输线电长度。
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ADS 辅助设计LTCC 宽带远寄生SIR 滤波器
刘远庆 李宏军 许悦
中电十三所 十六专业部滤波器室
摘要：传统梳状、交指结构的滤波器中，宽带与远寄生常常是一对矛盾的指标。
常规的SIR 结构的滤波器虽然可以实现良好的寄生通带特性，但是由于其自身结构及加工工艺的限制，很难实现宽带性能。
本文结合LTCC 多层工艺技术，在ADS 软件的辅助设计下，仿真实现了一种宽带、远寄生的SIR 滤波器。
通过仿真曲线对比可以看出，在采用LTCC 工艺下，SIR 可以轻松实现宽带、远寄生的良好滤波特性，同时也可以实现很小的体积。
关键词：SIR 、LTCC 、滤波器、宽带远寄生、ADS
1、 前言
LTCC 技术与SIR 结构的滤波器都是当今滤波器领域的热门研究方向之一。
采用LTCC 工艺可以实现多层互联结构和内嵌电阻、电容、电感等无源元器件，为滤波器的小型化提供了工艺平台。
传统的交指、梳状滤波器通常以加大开路端的电容加载，减小谐振器电长度来实现较远的寄生通带抑制。
但是谐振器电长度的压缩，会造成滤波器通带近端抑制度的恶化，同时在平面电路中会造成滤波器Q 值的降低。
采用SIR 结构的滤波器可以在不压缩谐振器电长度的情况下实现非常远的寄生通带抑制特性。
并且SIR 结构中谐振器电长度不需要压缩，因此SIR 结构的滤波器相对于压缩电长度的交指、梳状滤波器有更好的近端抑制度。
但是，受SIR 自身结构的限制，SIR 滤波器较难实现宽带特性[1]。
本文采用SIR 谐振器特性，借助ADS 仿真软件，仿真设计了一种宽带、远寄生的SIR 带通滤波器，综合得到了30%的相对带宽和5倍F 0远寄生性能。
2、 四分之一波长SIR 谐振器设计原理
四分之一波长的SIR 谐振器是由两个或两个以上具有不同特征阻抗的阶梯状传输线构成的横向电磁场或准横向电磁场模式的谐振器。
图1示出常用SIR 谐振器的结构[1]。
图1 四分之一波长的SIR 谐振器
图1中1θ、2θ分别表示对应特征阻抗为1Z 、2Z 的传输线电长度。
从谐振器开路可以得到：
12212tan()tan()tan()tan()
in R Y j Y R θθθθ−=×+ （1）
式（1）中，221/Y Z = 21
Z R Z = 。
谐振器要谐振，必须有传输线虚部阻抗为0，于是得到SIR 谐振器的基本谐振条件：
12tan()tan()R θθ= （2）
通过设置参数u ，令112/()u θθθ=+，将u 带入（2）式中，采用根值算法，可以得到对于R 从0.2到0.5时寄生通带频率与u 的关系，如图2所示。
图2 寄生频率与阻抗比的关系
图2中0f 、1s f 、2s f 、3s f 分别表示滤波器通带中心频率、第一寄生通带中心频率、第二寄生通带中心频率以及第三寄生通带中心频率。
从图2中我们可以看出，当u=0.5时R 越小，寄生通带离滤波器主通带越远。
3、滤波器的设计
1、设计指标
本文要设计实现LTCC 指标如下：
中心频率5GHz ；
相对带宽：≥30%；
举行系数：BW 30dB /BW 1d B ≤2.5:1;
通带插损：≤1dB
驻波：≤1.5：1
远端寄生：5倍F 0内抑制≥20dB
2、 设计流程
本文采用如下的设计流程，如图3所示：
图3 LTCC 多层滤波器设计流程
本文充分利用ADS ，采用ADS 中提供的momentum 与电路联合仿真设计平台，高效的完成了LTCC 滤波器的设计。
ADS 提供的联合仿真设计平台，通过采用电磁场仿真与电路优化算法相结合的方式，即保证了设计精度，同时缩短了设计周期提高了设计效率。
3、 仿真设计
通过对滤波器指标分析知道，采用3阶的分布参数滤波器可以达到上述滤波器指标。
常规的交指、梳状滤波器可能很难同时满足滤波器指标中的插损、近端抑制和远端寄生要求。
因此使用SIR 交指型滤波器结构。
常规微带线SIR 由于受电路板腐蚀工艺的线宽、线间距要求的限制，较难实现宽带结构。
在LTCC 中，可以实现多层平行耦合带状线结构，该结构能实现强耦合，可以用来设计宽带滤波器。
根据上述要求，本文需要实现的宽带SIR 滤波器采用LTCC 多层工艺技术，并让各谐振器分布在LTCC 不同的层上，形成多层的平行耦合带状线结构，如图4所示：
图4(a) SIR 结构 图4(b) SIR 层分布
首先，使用ADS 中的传输线计算工具计算得到所需要的单个SIR 谐振器的物理尺寸，计算滤波器的归一化耦合矩阵：
0 1.030271.030270 1.030271.030270M ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦
并在momentum 中搭建相应耦合结构仿真得到滤波器初始物理参数。
然后，在momentum 中建立总体参数化模型，如图4所示：
图4 momentum 中的参数化模型
其次，将建好的参数化模型导入电路中仿真优化，如图5所示：
图6 momentum 与电路联合仿真优化
最后，将建立的模型倒入EMDS 中仿真并得到最后结果，如图8所示。
图8 最终仿真结果与常规交指结构滤波器的仿真结果对比图8中，实线表示本文仿真的SIR滤波器的S参数；虚线表示相同中心频率、带宽的常规交指滤波器S参数。
从图8可以看出，通过在momentum与电路联合仿真优化，得到了一个很好满足设计指标要求的滤波器。
从图8中也可以看出，SIR结构的滤波器其寄生通带特性远远优于常规的交指结构的滤波器，并且SIR结构的滤波器在低端阻带抑制上也略优于常规交指结构的滤波器。
4、结论
本文通过采用ADS设计软件，完成了一种LTCC宽带远寄生SIR滤波器，采用的设计方法，广泛适用于各种LTCC无源集成电路设计，具有较好的通用性。
参考资料：
[1] MICROWAVE FILTERS WITH HIGH STOP-BAND PERFORMANCE AND LOW-LOSS HYBRID DEVELOPMENT[M]，Kongpop U-yen.
[2] LTCC带通滤波器的设计[J],夏 红，徐自强，王浩勤,电子科技大学学报.
[3] ADS RF CIRCUIT DESIGN COOK BOOK[M]，Agilent Techology.。