低溫共燒陶瓷基片集成波導(dǎo)濾波器研究.pdf

1、基片集成波導(dǎo)（SIW）濾波器不但具有與傳統(tǒng)金屬波導(dǎo)濾波器類似的品質(zhì)因素高、損耗低、功率容量大等特點(diǎn)，而且更易于加工和平面集成。特別是低溫共燒陶瓷（LTCC）技術(shù)與基片集成波導(dǎo)技術(shù)的結(jié)合，使得實(shí)現(xiàn)小型化和高性能的基片集成波導(dǎo)濾波器成為可能。本文基于基片集成波導(dǎo)的理論和技術(shù)，結(jié)合 LTCC技術(shù)的三維布局特點(diǎn)，提出一系列多層結(jié)構(gòu)的小體積、高集成度和高選擇性的基片集成波導(dǎo)濾波器。本文的主要工作如下：
　　首先，本文系統(tǒng)地?cái)⑹隽说蜏毓矡沾?/p>

2、基片集成波導(dǎo)濾波器的設(shè)計(jì)和工藝基礎(chǔ)。包括基片集成波導(dǎo)濾波器的諧振腔特點(diǎn)、過渡結(jié)構(gòu)和腔間耦合方式，以及LTCC技術(shù)的特點(diǎn)、材料和工藝流程，并著重對(duì)濾波器加工過程中的幾個(gè)關(guān)鍵工序，進(jìn)行了分析和優(yōu)化，為L(zhǎng)TCC基片集成波導(dǎo)濾波器研究的開展奠定基礎(chǔ)。
　　其次，本文研究了多種耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出了一系列新穎的多層基片集成波導(dǎo)濾波器。首先基于經(jīng)典交叉耦合拓?fù)?，通過多層矩形腔基片集成波導(dǎo)濾波器的設(shè)計(jì)和制備，驗(yàn)證了基片集成波導(dǎo)濾波器在多層 LTC

3、C結(jié)構(gòu)中的可行性。在此基礎(chǔ)上，提出了六邊形基片集成波導(dǎo)諧振器，該結(jié)構(gòu)兼具矩形和圓形諧振腔的特點(diǎn)，并通過設(shè)計(jì)和制備平面和多層六邊形基片集成波導(dǎo)濾波器驗(yàn)證了該諧振器結(jié)構(gòu)的實(shí)用性。然后，為了減小濾波器體積并改善其選擇特性，本文還對(duì)多傳輸路徑的耦合拓?fù)溥M(jìn)行了研究，分別提出了一種新型的多層改進(jìn)雙胞基片集成波導(dǎo)濾波器，即通過將兩個(gè)諧振器分別垂直放置在輸入/輸出波導(dǎo)段的上方和下方，該濾波器可以方便的實(shí)現(xiàn)和調(diào)整的耦合性質(zhì)和強(qiáng)度，具有靈活的頻率選擇特性；

4、以及提出一種多層二階折疊對(duì)稱基片集成波導(dǎo)濾波器，即通過在源和負(fù)載之間引入直接耦合，該濾波器可獲得與階數(shù)相同的傳輸零點(diǎn)；最后基于多層改進(jìn)三胞結(jié)構(gòu)，提出一種源/負(fù)載與諧振器交叉耦合的濾波器，并研究了級(jí)聯(lián)多層改進(jìn)三胞結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)濾波器，該濾波器具有體積小、集成度高和帶外選擇性好的優(yōu)點(diǎn)。
　　然后，為了在不增加諧振器數(shù)目的前提下獲得更多的信號(hào)傳輸路徑和傳輸零點(diǎn)，進(jìn)一步提高多層基片集成波導(dǎo)濾波器的帶外選擇性，本文利用叉指型槽線結(jié)構(gòu)將混

5、合耦合引入到諧振腔之間的耦合中，提出并驗(yàn)證了一系列新型的基于LTCC多層結(jié)構(gòu)的混合電磁耦合基片集成波導(dǎo)濾波器。包括混合電磁耦合多層改進(jìn)雙胞基片集成波導(dǎo)濾波器，混合電磁耦合多層折疊對(duì)稱基片集成波導(dǎo)濾波器和混合電磁耦合多層改進(jìn)三胞基片集成波導(dǎo)濾波器。該系列濾波器通過在源和負(fù)載之間引入混合耦合，可以額外增添了一條信號(hào)傳輸路徑，從而可在帶外增加一個(gè)傳輸零點(diǎn)，在改善濾波器選擇特性的同時(shí)，依然保持小型化和高集成度的特點(diǎn)。
　　最后，本文還對(duì)結(jié)

6、構(gòu)簡(jiǎn)單但卻擁有多個(gè)傳輸路徑的基片集成波導(dǎo)雙模濾波器進(jìn)行了研究。首先介紹了雙模諧振器的特點(diǎn)、諧振模式、激勵(lì)方式和設(shè)計(jì)綜合方法。提出了單腔源/負(fù)載混合耦合雙?；刹▽?dǎo)濾波器，該濾波器只需一個(gè)諧振腔就能實(shí)現(xiàn)帶外三個(gè)傳輸零點(diǎn)，具有插入損耗小、帶外選擇性高等優(yōu)點(diǎn)。此外，利用低溫共燒陶瓷技術(shù)設(shè)計(jì)了多層雙腔基片集成波導(dǎo)雙模濾波器，測(cè)試與仿真結(jié)果基本吻合，證實(shí)了采用多層技術(shù)設(shè)計(jì)的雙腔雙?；刹▽?dǎo)濾波器比傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)的雙模基片集成波導(dǎo)濾波器具有更