面向新一代移動通信終端的LTCC小型化雙工器研究.pdf

1、通信技術的迅猛發(fā)展,對手機等用戶設備中的無源射頻前端的高性能、高密度、小型化、多功能、多模多通道和低成本等方面提出了迫切的需求,這使得面向用戶設備的射頻前端技術成為一項迫切需要研究的課題。而雙工器可用于分配和利用極為有限的頻段資源,能使無線通信中接收和發(fā)射部分同時運作,在微波設備特別是無源射頻前端中占有非常重要的地位。能否實現(xiàn)高性能小型化的雙工器將直接影響到射頻前端的工作性能和系統(tǒng)集成度。另一方面,低溫共燒陶瓷(LowTemperatu

2、reCo-firedCeramic,LTCC)材料在射頻與微波頻段的介電常數(shù)適中、損耗小,該工藝又十分便于三維集成,且加工精度高。因此,基于LTCC的前端模塊尤其是雙工器的開發(fā)值得進一步關注和研究。本文正是在此背景下,研發(fā)了應用于GSM/DCS頻段以及面向第三代移動通信UMTS頻段的LTCC雙工器,同時給出了詳細的分析與設計過程。本文中設計的雙工器不僅尺寸大幅度縮小,而且頻率選擇性良好,仿真與測試結果吻合較好,從而驗證了雙工器設計理論與

3、實現(xiàn)方案的正確性。本文的主要內容及學術貢獻包括:第一章概括了本課題的研究背景,介紹了微波元件的發(fā)展歷程以及LTCC的工藝特點、加工流程和發(fā)展趨勢等。第二章中介紹了幾種常用濾波器原型及其設計方法。第三章中提出了一種基于LTCC技術的新型GSM/DCS雙工器。該雙工器由一個低通和一個高通濾波器連接而成,低通濾波器由串聯(lián)支路上的并聯(lián)諧振器和并聯(lián)支路上的串聯(lián)諧振器組成,而高通濾波器則由并聯(lián)支路上的串聯(lián)諧振器和兩個對稱電容構成。該LTCC雙工器體

4、積為3.7mm×3.1mm×0.672mm,帶內插損優(yōu)于-1.2dB,通道間抑制優(yōu)于-20dB。第四章中研發(fā)了一款面向UMTS的LTCC雙工器。該元件由兩個帶通濾波器連接而成,它們均采用相同的電路拓撲結構。雙工器加工樣本主體占據(jù)體積僅為8mm×3.65mm×0.678mm,帶內插損測試值優(yōu)于-2.5dB,通道間隔離度高于30dB,已滿足符合國內外同類產品性能指標要求。又進一步將面向第二代與第三代移動通信的雙工器集成一體,提出了一種可應用