基于LTCC技术的超小型低通滤波器的设计\制作及应用

　　摘要低通滤波器是一种能够有效的将高频信号进行滤除的电子元件，随着各项技术的发展及进步，低通滤波器的应用范围越来越广，基于LTCC技术的低通滤波器的出现，由于其存在各方面的技术优势，赢得了广泛关注，本文就对基于LTCC技术的超小型低通滤波器的设计、制作及应用进行简单的分析。
　　【关键词】LTCC技术 超小型低通滤波器 设计 制作 应用
　　随着现代化的通信技术的快速发展，各类电子设备在对其质量有较高要求的同时，对其集成化、小型化的要求也逐渐提高，在低通滤波器的设计、制作过程中，应用LTCC技术，可以有效的实现低通滤波器的超小型设计要求，本文就结合LTCC技术，分析超小型低通滤波器的设计、制作及应用。
　　1 基于LTCC技术的超小型低通滤波器的设计
　　1.1 二维仿真设计
　　本次设计中，所要设计的基于LTCC技术的低通滤波器的体积是超小型的，本次设计所选用的设计尺寸是1.6mm×0.8mm的尺寸，要求该超小型滤波器的阻带损耗不小于30dB，这一设计要求就决定了在设计的过程中，不能选用常规的低通滤波器模型结构，在其结构中，电感所占的空间比较大，因此，在本次设计中要在不影响整个低通滤波器的性能的基础上，尽量减少等效电路中电感的应用，本次设计中，等效电路的仿真是采用Designer电路仿真软件进行仿真。
　　1.2 三维磁场的仿真设计
　　对二维的仿真结果进行简单的分析发现，本次设计中选用的等效电路中，电容的数量为五个，电感的数量为两个，通过对等效电路进行三维仿真，建立起等效电路的三维模型，如图1所示，为了提高空间利用率，本次设计中采用的是VIC电容。
　　由于在进行等效电路的二维仿真时，没有充分的考虑电路中各元件之间的耦合特性，所以，所得到的电性能曲线与实际的性能要求存在一定的差别，通过对各元件的分布进行优化之后，得到上图的最终三维模型图，并对其电性能进行仿真。
　　1.3 模型设计
　　在进行基于LTCC技术的超小型低通滤波器的设计时，要使设计的模型能够转化为最终的产品，必须在设计时考虑到边界条件，天线方向的辐射边界应该≥l/4，器件模型的辐射边界应该≥l/10，其中l表示的含义是产品中心频率波长。
　　在进行有关设计的模型设计时，首先需要根据产品设计的尺寸，建立有效的模型，根据电路的设计要求，在陶瓷体的内部建立起能够满足排版对称要求的内电极图案，同时还要建立有效的外电极，其模型的各项控制参数主要为：（1）内部过孔的最小中心间距要不小于三百微米；（2）模型边缘与内电极之间的最小电极应该不小于150微米；（3）内电极线条的最小宽度应该不小于50微米；（4）内电极相邻图案的最小间距应该不小于50微米；（5）内电极相互之间的垂直间距要能够不小于33微米；（6）内电极图案的厚度应该为10微米。
　　对设计的模型进行调试时，要将仿真计算结果与相应的设计参数指标进行对比分析，根据比较结果对模型中的图案层间距及电极图案进行调整，当仿真结果与相应的设计参数要求值相符时，仿真结果即满足了本次设计的设计要求。
　　2 基于LTCC技术的超小型低通滤波器的制作
　　有效的模型仿真是整个基于LTCC超小型低通滤波器设计、制作的关键步骤，在完成模型仿真工作之后，就可以进行基于LTCC技术的超小型低通滤波器的制作了，在整个制作过程中，有一项非常重要的工作就是进行网版的设计制作。
　　在制作网版时，首先要将仿真软件中模型电极的图案，导入到AutoCAD中，利用该软件，对每个电极图案的顺序进行有效的编辑，然后需要对每层的电极图案进行一定比例的放大，放大的比例按照LTCC材料参数表的收缩率来进行选择。
　　之后要开始进行制版工作，首先要画一个边长为150毫米的正方形框线，在距离中心间距65.51毫米的地方画一条长100毫米、宽0.1毫米的垂直线作为网版精度检测的标准线，按照放大之后的内电极的尺寸的大小，画出其定位框线，在中心线的对称间距为61.5毫米的定位线上画切割图案，并将进行过放大处理的内电极图案复制于相关的定位位置，其总面积要能够小于边长为123毫米的正方形面积，为了避免在切割的过程中出现切割偏差导致内电极的外连线断掉，应该在切割图案的边缘画制适当宽度的延伸线，在底层网版图案的制作过程中，可以将正方形框线左上角的对角线作为中心，进行镜像处理，为了便于区分，需要在图案的右下方进行其网版编号的标示。
　　3 基于LTCC技术的超小型低通滤波器的应用
　　本次研究中的基于LTCC技术的超小型低通滤波器设计、制作完成之后，要使其在整机电路中发挥很好的作用，就要对其进行较好的阻抗匹配，这是一项非常复杂的工作，目前主要采用的阻抗匹配方法有手工计算法及计算机仿真法，通过smith圆图功能对本次设计中的器件进行阻抗匹配，最终得到的产品具有很好的整机使用性能。
　　4 结束语
　　本文对基于LTCC技术的超小型低通滤波器的设计、制作及应用进行了简单分析，最终得到的产品，能够满足相关的设计要求，并且具有较好的整机应用性能。
　　
　　参考文献
　　[1]王颖麟,薛耀平.小型化LTCC低通滤波器设计与制造工艺研究[J].电子与封装,2013(3).
　　[2]谢联文.基于LTCC技术的低通滤波器快速设计与测试方法[J].现代电子技术,2011(11).
　　
　　作者简介
　　叶芳（1974-），女，广西壮族自治区合浦县人。现为广西水利电力职业技术学院讲师。大学本科学历。研究方向为电子技术、控制技术。
　　韦佳伟（1973-），男，广西壮族自治区宾阳县人。现为广西水利电力职业技术学院讲师。研究生学历。研究方向为电子技术、控制技术。
　　
　　作者单位
　　广西水利电力职业技术学院广西壮族自治区南宁市530023