低溫共燒陶瓷基片集成波導濾波器研究.pdf

1、基片集成波導（SIW）濾波器不但具有與傳統金屬波導濾波器類似的品質因素高、損耗低、功率容量大等特點，而且更易于加工和平面集成。特別是低溫共燒陶瓷（LTCC）技術與基片集成波導技術的結合，使得實現小型化和高性能的基片集成波導濾波器成為可能。本文基于基片集成波導的理論和技術，結合 LTCC技術的三維布局特點，提出一系列多層結構的小體積、高集成度和高選擇性的基片集成波導濾波器。本文的主要工作如下：
　　首先，本文系統地敘述了低溫共燒陶瓷

2、基片集成波導濾波器的設計和工藝基礎。包括基片集成波導濾波器的諧振腔特點、過渡結構和腔間耦合方式，以及LTCC技術的特點、材料和工藝流程，并著重對濾波器加工過程中的幾個關鍵工序，進行了分析和優(yōu)化，為LTCC基片集成波導濾波器研究的開展奠定基礎。
　　其次，本文研究了多種耦合拓撲結構，提出了一系列新穎的多層基片集成波導濾波器。首先基于經典交叉耦合拓撲，通過多層矩形腔基片集成波導濾波器的設計和制備，驗證了基片集成波導濾波器在多層 LTC

3、C結構中的可行性。在此基礎上，提出了六邊形基片集成波導諧振器，該結構兼具矩形和圓形諧振腔的特點，并通過設計和制備平面和多層六邊形基片集成波導濾波器驗證了該諧振器結構的實用性。然后，為了減小濾波器體積并改善其選擇特性，本文還對多傳輸路徑的耦合拓撲進行了研究，分別提出了一種新型的多層改進雙胞基片集成波導濾波器，即通過將兩個諧振器分別垂直放置在輸入/輸出波導段的上方和下方，該濾波器可以方便的實現和調整的耦合性質和強度，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稱基片集成波導濾波器，即通過在源和負載之間引入直接耦合，該濾波器可獲得與階數相同的傳輸零點；最后基于多層改進三胞結構，提出一種源/負載與諧振器交叉耦合的濾波器，并研究了級聯多層改進三胞結構的基片集成波導濾波器，該濾波器具有體積小、集成度高和帶外選擇性好的優(yōu)點。
　　然后，為了在不增加諧振器數目的前提下獲得更多的信號傳輸路徑和傳輸零點，進一步提高多層基片集成波導濾波器的帶外選擇性，本文利用叉指型槽線結構將混

5、合耦合引入到諧振腔之間的耦合中，提出并驗證了一系列新型的基于LTCC多層結構的混合電磁耦合基片集成波導濾波器。包括混合電磁耦合多層改進雙胞基片集成波導濾波器，混合電磁耦合多層折疊對稱基片集成波導濾波器和混合電磁耦合多層改進三胞基片集成波導濾波器。該系列濾波器通過在源和負載之間引入混合耦合，可以額外增添了一條信號傳輸路徑，從而可在帶外增加一個傳輸零點，在改善濾波器選擇特性的同時，依然保持小型化和高集成度的特點。
　　最后，本文還對結

6、構簡單但卻擁有多個傳輸路徑的基片集成波導雙模濾波器進行了研究。首先介紹了雙模諧振器的特點、諧振模式、激勵方式和設計綜合方法。提出了單腔源/負載混合耦合雙?；刹▽V波器，該濾波器只需一個諧振腔就能實現帶外三個傳輸零點，具有插入損耗小、帶外選擇性高等優(yōu)點。此外，利用低溫共燒陶瓷技術設計了多層雙腔基片集成波導雙模濾波器，測試與仿真結果基本吻合，證實了采用多層技術設計的雙腔雙?；刹▽V波器比傳統平面結構的雙?；刹▽V波器具有更