文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
技术平衡滤波器的设计与容差分析
姓名:徐晓彬
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:汤清华
20080525
华中科技大学硕士学位论文
摘要
近年来,基于低温共烧陶瓷技术(low temperature co-fired ceramic,)的滤
波器和巴伦已经广泛使用于蓝牙和无线局域网等无线通信系统中。无线通信系统的迅
速发展,对滤波器和巴伦的小型化和高性能提出了越来越高的要求。然而,国内在
技术方面至少落后发达国家五年,目前国内无线通信系统中使用的带通滤波器
和巴伦几乎全部依赖进口,因此研究带通滤波器和巴伦的小型化和集成模块具有重要
的实际意义。
本文作者采用电磁场三维仿真软件 HFSS 完成了一款集成了微带滤波器和无源元
件巴伦的平衡滤波器模块的设计,其结构新颖、体积小巧、性能优良。
材料、工艺和设计是技术的三大关键因素。作者重点放在设计方面,从平
衡滤波器模块中带通滤波器和巴伦的电路结构设计到在介质基板中的三维结构
实现,对整个设计流程做了较为全面的分析。在电路结构设计部分,主要讨论了采用
耦合传输线的方法实现二阶抽头式梳状线带通滤波器和三线巴伦的设计方法。在三维
结构实现部分,作者从基本的电感电容等无源元件的三维建模、各部分子模块在
介质基板内部的布局到整个模块的仿真优化都做了详细的分析和设计。作者设计出的
平衡滤波器模块具有一个不平衡输入端口和两个平衡输出端口,外观尺寸仅为 mm
× mm × mm。最终的仿真结果为:带内插损为 dB,带内平衡端口最大相位差
值为 °,幅度差为 dB。这种平衡滤波器的优点在于:通过滤波器和巴伦的
集成,不仅减小了整个模块的功耗,而且实现了模块的小型化、模块化、高可靠性,
并降低了生产的成本。
最后,考虑到生产时的工艺因素,作者对可能影响平衡滤波器性能的材料、工艺
参数,如介电常数、线宽、基片厚度、膜厚、过孔等,作了容差分析,为产品的批量
生产提供了相关的参考。

关键词:低温共烧陶瓷滤波器平衡滤波器容差分析

I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Recently, the low temperature co-fired ceramic () chip filters and baluns have
been widely used for munication systems such as Bluetooth or Wireless LAN.
As munications have been developed rapidly, compact and high performance
filters and baluns are required. In china, however, technology trailed the developed
countries by at least 5 years, most of the chip filters and baluns are imports.
This paper introduces a balance filter bining chip filter and chip balun in
detail. The module designed has a small size, novel structure, and good performance.
Material, manufacture and design are key elements of technology. This paper
focuses on the design, and researches on the balance filter module. It introduces the
circuit design and the 3-D structure realization in detail. The circuit design part mainly
introduces bline filter design with tapped-line and three line balun design with
spiral broadside coupling stripline. The 3-D structure realization part introduces the
modeling of passive d