低温共烧多层陶瓷片式微波谐振器与滤波器的研究

来源 :同济大学材料科学与工程学院 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wang213141
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微波器件的小型化和集成化是移动通信、网络无线接入等微波电路与系统的 微型化、轻量化和高可靠性的基础,而微波器件的小型化涉及多方面的技术进步 和发展,如材料科学、电路设计、微细加工技术等,没有这些就没有今天这些轻 便化的通信设备。微波谐振器和滤波器是微波电路与系统中最重要的无源器件之 一,随着半导体技术的发展,单片微波集成电路(MMIC)的出现,使有源微波电 路微型化取得了很大的进展,微波谐振器和滤波器的等无源微波器件的微型化和 性能的提高仍然存在许多未解决的问题,是制约设备小型化的关键。因此微波谐 振器和滤波器等微波器件的微型化和性能的提高是材料、电路理论和微细加工等 科学技术领域共同关注两个重要的课题。本文结合材料、器件工艺与测试、器件 设计与电路分析研究了微型化片式多层陶瓷微波谐振器和滤波器的结构、性能与 实现方法。采用间隙电容耦合新结构实现了片式多层谐振器和滤波器,这种结构 可以减少制备工艺带来的误差;提出了利用调节接地端宽度的方法来进行多层谐 振器谐振频率的微调;首次利用LTCC工艺实现了直接抽头耦合结构多层带通微 波滤波器,为研究和开发新型片式微波谐振器和滤波器奠定了基础。 用固相反应方法制备平均粒径为0.5μm的Bi基低温烧结微波陶瓷粉体;建 立了材料微波介电性能温度特性测试系统,使用Hakki-Coleman开腔谐振法,可 以测量从室温到250℃材料微波介电常数、Q值和频率温度系数;改进了流延浆 料的特性,获得颗粒分布均匀,堆积紧密,孔隙率较低的陶瓷生坯带;获得了印 刷、叠层热压优化工艺参数,采用关键电极层双面印刷的方法以减少对位误差; 用分部加压的方法克服了热压工艺过程中应力不均匀分布,以减小热压后叠层厚 度的不均匀性,烧结后成瓷致密,电极层的厚度为5μm;用微带线结构设计和制 作了片式微波器件的测试系统,包括测试夹具和校准夹具。 采用平面电感和平板电容结构实现的LC谐振器,由于集总电感的Q值较小 以及高介电常数介质基片杂散参数效应,这种结构的谐振器Q值较小;采用新 的耦合结构—间隙电容耦合结构,实现谐振器和外电路的匹配耦合,使谐振器和 耦合电容在同一层上实现,即单层结构,和传统的平行板电容耦合方式相比减小 了耦合电容对位误差。采用间隙电容耦合结构实现的谐振频率为1.8GHz四分之 一波长终端短路带状线单端口谐振器的Q值最大值为225,谐振频率为1GHz双 端口谐振器的Q值为83,谐振频率和Q值与耦合间隙、带状线的厚度和耦合引 线长度有关; 二分之一波长带状线谐振器的Q值和四分之一波长相比较尺寸较 大,由于导电带较长,造成金属的损耗增加,从而导致谐振器的Q值较低; 带 状线结构的谐振器频率调节困难,本文提出了改变接地端的宽度实现谐振频率的 微调方法,可实现频率调节量约1.5%。 采用均匀阻抗平行耦合线结构作为滤波器的谐振单元实现的中心频率为 1GHz滤波器,频率相应特性和计算机仿真结果接近,插入损耗为3.87dB,分数 带宽为11%。分析了误差来源和频率响应曲线的分峰和不对称现象的电路模型、 耦合带状线结构参数和频率响应特性的关系。用阶梯阻抗平行耦合线实现了中心 频率为1GHz和1.8GHz带通滤波器。中心频率为1GHz滤波器的中心频率为 1.009GHz,插入损耗为3.66dB,分数带宽为6.5%,与仿真结果误差较小。当中 心频率为1.8GHz时,输入输出耦合电容较小,可用间隙耦合电容在单层上实现 滤波器的结构。直接抽头耦合从结构上来看,工艺因素所带来的误差要小于前面 两种耦合结构,是一种实现多层窄带微波滤波器的较好方式。用这种结构实现的 中心频率为1.8GHz的多层带通滤波器,插入损耗为3.68dB,分数带宽6.1%。 关键词:微波介质材料,LTCC技术,微波谐振器,微波滤波器,集总参数电路,分布参数电路,均匀阻抗平行耦合线滤波器,阶梯阻抗平行耦合线滤波器,直接抽头耦合滤波器。
其他文献
为了达到自主开发与制造高镍球铁铸件,减少成本的目的,我们对D-5S高镍球铁的铸造性能与工艺进行了研究.针对D-5S高镍球铁的金相组织要求,我们须考虑两个问题:1)镍是贵重金属,
在我国目前建筑工程施工作业时,水泥混凝土材料具有不可或缺的应用价值,必须对其加强重视,本文首先分析可能会使水泥混凝土出现裂缝的各种原因,然后以此为基础,进一步探究具
要对学生进行分组,教师必须对每个学f的学习解透彻,这样才能做到有的放矢。我的做>去是:首先让学生自己来报组,a组为基础组,b组为提高组,然后进行一次综合测验,进行综合分组,以便于进
期刊
该文采用稀土-La进行变质.针对稀土变质存在的问题,如变质效果、变质机理、变质添加量等问题,结合快速凝固工艺-喷射沉积,利用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、电子探针、
绿色植物及其根际环境能够有效的清除环境中的有机污染物,尤其是难降解的有机污染物。土壤-水-植物体系所形成的微环境,因含有土壤、水和植物等重要的环境介质以及特殊的微生物群落,被证明可以加速很多有机污染物的降解转化。生长在淹水土壤中的植物能够通过根系释放02提高根际土壤的氧气含量,改变土壤中原有的微生物群落结构,增强好氧的微生物活性。同时植物根系分泌物也为根际微生物的生长提供了碳源和其他的营养物质,从
祁连南缘嗷唠山花岗岩锆石的SHRIMP年龄变化于445~496Ma之间,平均为 473 Ma,属早奥陶世。年龄值的统计出现两个峰值,第一个峰值与区内榴辉岩的相同(495 Ma),可能反映花岗岩源
本文针对废水中存在着大量的、难分离的二取代苯系同分异构体,根据芳香族化合物的分子大小与MFI型沸石分子筛孔径之间的匹配性,系统研究了采用MFI型沸石分子筛选择性吸附回收水
本文通过对荣华二采区10
期刊
21世纪我国的经济建设和城市化进程不断加快,各种人类活动影响而导致的能源消耗、生态退化和环境污染问题日渐凸现,城市环境空间显得更为脆弱。可持续性的科学发展观要求我们从
使用C18柱和紫外检测器,以甲醇-水为流动相,对试样中氟吡菌酰胺和戊唑醇进行分离和测定.结果 表明,氟吡菌酰胺和戊唑醇的线性相关系数均为0.999 3,标准偏差分别为0.15、0.16,