【摘 要】
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5G通信因为增加了50个以上通信频段,所以对于消费类电子的射频前端元件数量和设计难度大幅增加,高端滤波器是射频前端增长最快的细分领域。高端滤波器可分为LTCC、SAW、BAW等类型,LTCC滤波器相比于SAW与BAW滤波器,拥有带宽比较宽,使用频段较高,可实现低通、高通的优势。高端滤波器拥有高达千亿的市场份额,但是其90%以上的市场被日本和美国所垄断,国内厂商的制造设备,材料等主要依靠国外进口。并
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5G通信因为增加了50个以上通信频段,所以对于消费类电子的射频前端元件数量和设计难度大幅增加,高端滤波器是射频前端增长最快的细分领域。高端滤波器可分为LTCC、SAW、BAW等类型,LTCC滤波器相比于SAW与BAW滤波器,拥有带宽比较宽,使用频段较高,可实现低通、高通的优势。高端滤波器拥有高达千亿的市场份额,但是其90%以上的市场被日本和美国所垄断,国内厂商的制造设备,材料等主要依靠国外进口。并且国内的LTCC滤波器产品存在体积不够小,封装引脚不够规范,性能难以和国外产品匹敌的缺点,所以国产替代空间大。因此研究出体积与国外产品相同,性能与之相近,封装引脚规范的LTCC被动元件对于实现LTCC被动元件国产化有重要意义。本文实现基于LTCC技术设计了6种滤波器,它们主要用于移动通信和wifi的新增频段,它们具有较小体积,较好的性能。本文的主要研究内容如下:设计了1.6mm×0.8mm×0.5mm大小的低通滤波器,因为采用了合理的原型电路以及元件布局,所以实现了低通滤波器的小型化,因为利用提取等效电路模型,在较宽的频段上保持了电容和电感的特性不改变。设计了2.0mm×1.25mm×0.7mm大小的n77和1.0mm×0.5mm×0.38mm大小的n79两款滤波器,应用交叉耦合产生传输零点的原理,为了实现滤波器的小型化,采用了介电常数较高的介质。设计了2.0mm×1.25mm×0.95mm大小的高通滤波器,运用了UIR（均匀特性阻抗谐振结构）合理设计输入输出抽头的位置减小对回波损耗影响,实现的高通滤波器通带平坦且插损较小。最后设计了1.6mm×0.8mm×0.665mm大小适用于B34、B39的带通滤波器和1.6mm×0.8mm×0.6mm大小的5G、wifi的带通滤波器,除了设计了合理的ADS原型电路,而且在设计中注意使用元件的寄生参数和相互耦合产生的额外传输零点,这样就可以在不增加体积的情况下获得更高的阻带抑制。
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