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6G(B5G)毫米波通信用高选择性低损耗小型化LTCC滤波器设计与测试方法
1
作者 刘唤 李郴 +6 位作者 蔡捷玎 骆新江 胡元云 游彬 徐魁文 宋开新 李文钧 《电子学报》 北大核心 2025年第9期3223-3232,共10页
随着第五代(5th Generation,5G)移动通信向第六代(6th Generation,6G或Beyond 5th Generation,B5G)移动通信毫米波频段演进,通信网络面临频谱重构与系统性能挑战.毫米波通信因具备带宽充足和高速率优势,已成为支撑高容量、低时延服务的... 随着第五代(5th Generation,5G)移动通信向第六代(6th Generation,6G或Beyond 5th Generation,B5G)移动通信毫米波频段演进,通信网络面临频谱重构与系统性能挑战.毫米波通信因具备带宽充足和高速率优势,已成为支撑高容量、低时延服务的关键技术.作为射频链路中的核心无源器件,带通滤波器承担通带信号选择与带外干扰抑制的重要功能.在高频高密度通信环境中,滤波器需兼顾频率复用、高集成度与紧凑封装,实现高选择性、低插入损耗与小型化的协同优化,这对结构设计与封装技术提出更高要求.低温共烧陶瓷(Low-Temperature Cofired Ceramics,LTCC)工艺因具备多层三维集成、高精度结构控制及优异介电性能,成为无源器件封装与集成的重要技术路径.基于LTCC工艺,本文提出了一种新型高选择性、低损耗且小型化的毫米波带通滤波器.该滤波器采用弯折式半波长与四分之一波长阶梯阻抗谐振器(Stepped Impedance Resonators,SIRs),并利用LTCC的多层集成优势有效减小其尺寸.为提高选择性,在部分交叉耦合拓扑的基础上引入额外交叉耦合路径,构建全向交叉耦合拓扑,并通过耦合矩阵综合和等效电路进行理论分析,实现通带附近形成三个传输零点.为降低损耗,滤波器选用低介电损耗的K7的LTCC材料,并通过金属化通孔侧壁构建屏蔽结构,以抑制表面波泄漏与寄生辐射.为验证滤波器设计方法的有效性,基于多层LTCC工艺,采用HFSS软件对工作于毫米波段的滤波器结构进行仿真和优化,并完成原型器件的制造和测试.测试结果表明:滤波器在中心频率28 GHz处的插入损耗仅为0.9 dB,通带内最小损耗低至0.61 dB;通带两侧边频滚降分别达到25.5 dB/GHz和10.47 dB/GHz,频率选择性显著增强.器件有效电路尺寸仅为1.44 mm×1.0 mm(0.134λ_(0)×0.093λ_(0)),实现毫米波频段下的小型化.针对毫米波表面贴装(Surface-Mount Technology,SMT)式LTCC滤波器测试中难以准确提取本征性能的问题,本文引入多线式通-反射-线(Multiline-Thru-Reflect-Line,MTRL)校准测试方法.通过在测试板上安装LTCC滤波器,并结合自制MTRL标准件,将其编辑为矢量网络分析仪校准算法文件,可有效消除互连过渡带来的系统误差,从而获得更加准确可靠的S参数测量结果.该方法为毫米波LTCC无源器件的性能评估提供了一种通用且有效的解决方案.综上,本文展示了一种6G(B5G)毫米波通信用LTCC滤波器,基于耦合矩阵综合和等效电路,详细阐述了滤波器的设计原理.该滤波器采用全向交叉耦合拓扑和弯折式半波长与四分之一波长SIRs谐振器设计,实现了小型化、低损耗和高选择,还通过引入MTRL测试方法解决了毫米波滤波器本征性能的提取难题.该研究为6G毫米波通信系统中的高性能无源器件开发提供了有益的技术参考. 展开更多
关键词 6G/B5G 毫米波 交叉耦合 低温共烧陶瓷 带通滤波器
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基于多卡尔曼滤波器的自适应传感器融合 被引量：13
2
作者 党宏社 韩崇昭 段战胜 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期311-313,共3页
准确估车前目标的位置和状态是车辆安全系统的一个重要组成部分,利用多传感器可以提高对目标测量的可靠性。给出了一种用于汽车防碰撞系统中估计车前目标位置的多传感器融合算法,根据车辆与目标之间的一步预测距离,从多个预置的卡尔曼... 准确估车前目标的位置和状态是车辆安全系统的一个重要组成部分,利用多传感器可以提高对目标测量的可靠性。给出了一种用于汽车防碰撞系统中估计车前目标位置的多传感器融合算法,根据车辆与目标之间的一步预测距离,从多个预置的卡尔曼滤波器中选择一个合适的滤波器来实时处理传感器的量测数据。该算法不仅可以有效地处理具有不同测量范围的传感器数据,同时还可以通过滤波器切换的方式,处理具不同数据速率的传感器数据。Monte Carlo数字仿真证明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 数据融合 卡尔曼滤波器 估计
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一种新型结构微波介质滤波器的设计及仿真 被引量：6
3
作者 梁飞 吕文中 +1 位作者 周东祥 朱建华 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期23-25,共3页
详细论述了一种新型结构微波介质滤波器的设计方法,分析了滤波器结构中耦合结构与谐振结构的相互影响关系,根据微波网络理论计算出的微波介质滤波器结构参数值,并采用高频结构模拟软件(HFSS)对滤波器结构进行仿真优化,得到了性能满足要... 详细论述了一种新型结构微波介质滤波器的设计方法,分析了滤波器结构中耦合结构与谐振结构的相互影响关系,根据微波网络理论计算出的微波介质滤波器结构参数值,并采用高频结构模拟软件(HFSS)对滤波器结构进行仿真优化,得到了性能满足要求的仿真结果,根据仿真优化的结果制备出的微波介质滤波器其性能与设计要求相吻合。 展开更多
关键词 微波介质滤波器 设计 仿真 HFSS(高频结构模拟软件)
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银迁移引起的陶瓷滤波器失效分析研究
4
作者 许洁璇 温棋焌 罗遐 《电子产品可靠性与环境试验》 2025年第3期24-27,共4页
陶瓷滤波器因内部多层电极层叠结构复杂、版图精密,常规失效分析方法难以适用。针对这一问题,结合其特殊结构提出针对性分析方法,涵盖三维X射线切片检查与金相切片检查,可高效完成银迁移导致的失效分析及定位,已通过实际案例验证并形成... 陶瓷滤波器因内部多层电极层叠结构复杂、版图精密,常规失效分析方法难以适用。针对这一问题,结合其特殊结构提出针对性分析方法,涵盖三维X射线切片检查与金相切片检查,可高效完成银迁移导致的失效分析及定位,已通过实际案例验证并形成系统分析方法。同时,结合生产工艺对银迁移成因展开分析,提出有效改进建议,对于提高陶瓷滤波器的可靠性具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 陶瓷滤波器 银迁移 计算机断层扫描 金相切片 失效分析与定位
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滤波器耦合槽直径对其性能的影响仿真 被引量：3
5
作者 吕文中 梁飞 +1 位作者 汪小红 焦芸 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期303-305,共3页
采用高频结构模拟软件模拟1/4λ同轴型带通微波陶瓷滤波器结构,讨论了耦合槽直径对滤波器的性能如带宽、插损、带内波动、阻带抑制等的影响。结果表明,随着耦合槽直径的增大,滤波器中心频率、插入损耗和阻带抑制减小,3dB带宽增大。讨论... 采用高频结构模拟软件模拟1/4λ同轴型带通微波陶瓷滤波器结构,讨论了耦合槽直径对滤波器的性能如带宽、插损、带内波动、阻带抑制等的影响。结果表明,随着耦合槽直径的增大,滤波器中心频率、插入损耗和阻带抑制减小,3dB带宽增大。讨论结果表明,可通过调整滤波器耦合槽直径的大小,得到理想性能的介质滤波器。 展开更多
关键词 高频结构模拟 介质谐振器 同轴型带通滤波器
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自适应FIR滤波器在转子动平衡检测系统中的应用研究 被引量：4
6
作者 台宪青 胡旭晓 杨克己 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2003年第2期44-45,48,共3页
在介绍转子动平衡测量原理的基础上 ,设计适用动平衡测量的自适应低通FIR滤波器 ,重点分析采样频率的选取、FIR滤波器的优化、野点对滤波器性能的影响 ,以及整周期处理。
关键词 自适应 FIR滤波器 整周期处理 转子动平衡检测系统
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新型微带交叉耦合环微波带通滤波器 被引量：4
7
作者 胡皓全 曹纪纲 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期875-878,共4页
设计了一种新型交叉耦合结构带通滤波器,采用了凹槽环形式谐振器,使得获得同样的耦合系数新型结构相邻两环间的距离明显减小,因此这种滤波器具有小型化的优点。通过在传输函数中引入了两个传输零点,使得此种结构的滤波器具有更高的品质... 设计了一种新型交叉耦合结构带通滤波器,采用了凹槽环形式谐振器,使得获得同样的耦合系数新型结构相邻两环间的距离明显减小,因此这种滤波器具有小型化的优点。通过在传输函数中引入了两个传输零点,使得此种结构的滤波器具有更高的品质因数。利用电磁软件CST的分析给出了此种结构的耦合系数的结构参数,设计了一个工作在X波段的该结构带通滤波器,尺寸为5.9mm×5.9mm,带外抑制为25dB以上,带内插损为3.2dB,最后的实验结果与仿真曲线一致性较好。 展开更多
关键词 带通滤波器 交叉耦合 微波滤波器 开环谐振器 X波段
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片式多层三端陶瓷EMI滤波器的研究 被引量：4
8
作者 周少荣 肖培义 +1 位作者 陈锦清 田长生 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期22-24,共3页
利用电容器的阻抗特性,在传统的片式多层陶瓷电容器内部结构基础上进行重新设计,制成了滤波性能更优异的片式多层陶瓷三端EMI滤波器;这种EMI滤波器具有低的等效串联电阻和低的直流电阻。研究表明,等效串联电阻随着有效介质层厚度的降低... 利用电容器的阻抗特性,在传统的片式多层陶瓷电容器内部结构基础上进行重新设计,制成了滤波性能更优异的片式多层陶瓷三端EMI滤波器;这种EMI滤波器具有低的等效串联电阻和低的直流电阻。研究表明,等效串联电阻随着有效介质层厚度的降低而降低,直流电阻随着有效介质层数的增加而降低。 展开更多
关键词 EMI 片式多层陶瓷电容器 滤波器 等效串联电阻 电磁干扰 阻抗特性
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集成900MHz陶瓷介质滤波器的实现 被引量：5
9
作者 周依林 孙晓玮 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第2期116-120,共5页
本文给出了一种新颖的具有高选择性、低损耗移动通信用的集成一体化陶瓷介质滤波器的结构和设计方法，重点给出了结构参数与电参数之间的关系。实验结果表明本文给出的设计方法是有效的。滤波器带内插损小于１ｄＢ，带外抑制大于３０ｄ... 本文给出了一种新颖的具有高选择性、低损耗移动通信用的集成一体化陶瓷介质滤波器的结构和设计方法，重点给出了结构参数与电参数之间的关系。实验结果表明本文给出的设计方法是有效的。滤波器带内插损小于１ｄＢ，带外抑制大于３０ｄＢ。整个电路尺寸６ｍｍ×１８ｍｍ×１２ｍｍ。 展开更多
关键词 移动通信 陶瓷介质滤波器 滤波器
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低温共烧片式多层带通滤波器仿真优化及制备 被引量：2
10
作者 邹佳丽 张启龙 +1 位作者 杨辉 陆德龙 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2005年第7期29-31,34,共4页
采用AnsoftHFSS电磁场模拟仿真软件,对LTCC多层带通滤波器制备过程中的介质材料与工艺偏差进行模拟仿真,并与实际器件测试结果对比。研制的片式多层带通滤波器的偏差的允许范围是:微波介质陶瓷材料介电常数误差±2%,而品质因数由于... 采用AnsoftHFSS电磁场模拟仿真软件,对LTCC多层带通滤波器制备过程中的介质材料与工艺偏差进行模拟仿真,并与实际器件测试结果对比。研制的片式多层带通滤波器的偏差的允许范围是:微波介质陶瓷材料介电常数误差±2%,而品质因数由于本身较高,在一定范围内对滤波器的性能影响不大;工艺上应控制流延生瓷片厚度±1.5μm、叠层/切割误差±50μm,工艺中的分层缺陷则导致器件性能劣化,中心频率严重偏移。 展开更多
关键词 电子技术 LTCC 多层带通滤波器 工艺
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1055MHz独块状介质滤波器的研究 被引量：13
11
作者 吴坚强 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期13-15,共3页
讨论体积小、损耗低、稳定性高的独块状介质滤波器的研究过程.该滤波器采用切比雪夫响应的方法设计,利用相对介电常数为78的高Q值陶瓷制作.从而使滤波器获得了中心频率为1 055 MHz、插入衰耗小于3.2 dB的性能.结果表明,该滤波器满足了90... 讨论体积小、损耗低、稳定性高的独块状介质滤波器的研究过程.该滤波器采用切比雪夫响应的方法设计,利用相对介电常数为78的高Q值陶瓷制作.从而使滤波器获得了中心频率为1 055 MHz、插入衰耗小于3.2 dB的性能.结果表明,该滤波器满足了900～1 300 MHz频率范围军事通讯要求. 展开更多
关键词 独块状 介质滤波器 微波陶瓷 设计原理 切比雪夫响应 介电常数
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氮化铝压电微机电系统轮廓模式谐振器技术及应用 被引量：1
12
作者 俞燕 王璐烽 +1 位作者 丁芩华 何杰 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第4期667-672,共6页
压电微机电系统(MEMS)为各种高性能滤波器、振荡器和传感器等提供了一个多功能平台。氮化铝(AlN)MEMS轮廓模谐振器(CMR)具有工作频率跨度大,品质因数高,体积小及能在单个芯片上集成多频器件且与集成电路(IC)技术兼容等优点,具有较好的... 压电微机电系统(MEMS)为各种高性能滤波器、振荡器和传感器等提供了一个多功能平台。氮化铝(AlN)MEMS轮廓模谐振器(CMR)具有工作频率跨度大,品质因数高,体积小及能在单个芯片上集成多频器件且与集成电路(IC)技术兼容等优点,具有较好的应用前景。该文对AlN MEMS CMR的原理与典型结构、制备工艺及应用进行了综合性阐述,并分析了CMR技术未来的发展方向。 展开更多
关键词 压电微机电系统 氮化铝 轮廓模式谐振器 滤波器 振荡器 射频前端模块
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最小延迟M带余弦调制小波滤波器组设计 被引量：2
13
作者 王建卫 张泽银 《信号处理》 CSCD 2003年第3期242-246,共5页
本文推导了最小延迟任意长度M带余弦调制小波滤波器组的完全重构条件。选择低通原型滤波器最大阻带衰减为优化的目标函数,通常的优化目标函数选用最小平方逼近的方法,本文提出了使用最佳一致逼近的方法。最后用黄金分割和牛顿迭代方法... 本文推导了最小延迟任意长度M带余弦调制小波滤波器组的完全重构条件。选择低通原型滤波器最大阻带衰减为优化的目标函数,通常的优化目标函数选用最小平方逼近的方法,本文提出了使用最佳一致逼近的方法。最后用黄金分割和牛顿迭代方法解决非线性约束优化极值问题,得到满足几乎完全重构和小波正则性条件的低通原型滤波器。 展开更多
关键词 低通原型滤波器 目标函数 余弦调制小波滤波器组 设计 语音信号编码
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新型低温共烧陶瓷(LTCC)带通滤波器设计及其在射频电路中的应用 被引量：1
14
作者 喻忠军 刘开雨 石海然 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第18期227-230,共4页
介绍了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的带通滤波器,它采用了一种新型电路结构,具有尺寸小、相对带宽窄、带外抑制特性好以及可调谐等特点。给出了该滤波器的设计方法、仿真结果,并且给出了其在星载合成孔径雷达(SAR)系统射频电路中的... 介绍了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的带通滤波器,它采用了一种新型电路结构,具有尺寸小、相对带宽窄、带外抑制特性好以及可调谐等特点。给出了该滤波器的设计方法、仿真结果,并且给出了其在星载合成孔径雷达(SAR)系统射频电路中的应用实例和测试结果。 展开更多
关键词 带通滤波器 低温共烧陶瓷(LTCC)技术 合成孔径雷达(SAR)
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1015MHz同轴介质谐振器滤波器的研究 被引量：4
15
作者 吴坚强 《中国陶瓷》 CAS CSCD 2001年第6期13-15,共3页
研究了介质谐振器滤波器的设计方法和制造工艺 ,分析了影响谐振器插入衰耗的主要因素。在陶瓷基片上形成电容耦合 ,制造了五级式高阻带、低损耗介质谐振器滤波器。滤波器测量结果表明 。
关键词 1015MHz介质滤波器 同轴谐振器 应用 陶瓷基片 电容耦合
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LTCC滤波器性能改善的研究 被引量：5
16
作者 孙兆鹏 严伟 方汉平 《信息化研究》 2010年第5期34-36,共3页
微波滤波器在现代微波技术领域中的作用举足轻重,而基于LTCC(低温共烧陶瓷)技术的多层微波滤波器因具有满足现代电子系统要求的高频化、小型化及低成本等许多优点而成为当今微波领域常用滤波器之一。如何提高LTCC滤波器性能使其损耗更小... 微波滤波器在现代微波技术领域中的作用举足轻重,而基于LTCC(低温共烧陶瓷)技术的多层微波滤波器因具有满足现代电子系统要求的高频化、小型化及低成本等许多优点而成为当今微波领域常用滤波器之一。如何提高LTCC滤波器性能使其损耗更小,更适应实际工程的高要求就成为了关键一环。本文结合经典的分布参数理论设计出一个中心频率为1.2GHz,带宽40MHz的新型LTCC多层滤波器,其尺寸为14mm×20mm×2mm,并在此基础上结合金属电导率和趋肤深度的理论对金属层改进,设计出性能更优的LTCC滤波器,从而得出改善LTCC滤波器性能的方法,并做出实物验证了与仿真的一致性。 展开更多
关键词 LTCC 滤波器 金属电导率 趋肤深度
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陶瓷滤波器带宽系列化的研究 被引量：1
17
作者 刘显战 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1990年第4期25-28,共4页
仅用一种压电陶瓷材料,通过压缩和展宽压电陶瓷谐振器的谐振频率间隔,采用多种电路结构,压电陶瓷滤波器3dB相对带宽已达到0.8—33.6%的范围.
关键词 陶瓷滤波器 带宽系列化 滤波器
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微波低噪声放大器的设计与仿真 被引量：8
18
作者 常建刚 《通信技术》 2009年第1期128-130,共3页
低噪声放大器在接收系统中能降低系统的噪声和接收机灵敏度,是接收系统的关键部件。文中按照低噪声放大器电路的设计要求,完成了2GHz基站前端射频低噪声放大器的电路设计,并通过ADS仿真软件对电路进行仿真和优化。最终表明,采用本方案... 低噪声放大器在接收系统中能降低系统的噪声和接收机灵敏度,是接收系统的关键部件。文中按照低噪声放大器电路的设计要求,完成了2GHz基站前端射频低噪声放大器的电路设计,并通过ADS仿真软件对电路进行仿真和优化。最终表明,采用本方案设计的LNA增益约为15dB,噪声系数约为1.2dB,性能稳定,完全达到了通信接收机中对LNA指标的要求。 展开更多
关键词 低噪声放大器 ADS 噪声系数 S参数 稳定性
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一种新耦合结构的介质滤波器的设计与仿真
19
作者 张景 梁飞 +1 位作者 吕文中 王晓川 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期25-27,共3页
设计并研究了一种电容负载型的同轴介质滤波器,它采用新颖的耦合结构,以及高介电常数低损耗的微波陶瓷材料,大大减小了同轴介质滤波器的体积。同时用HFSS软件对其进行仿真,讨论了部分结构参数对滤波器性能的影响,最后设计出性能良好的... 设计并研究了一种电容负载型的同轴介质滤波器,它采用新颖的耦合结构,以及高介电常数低损耗的微波陶瓷材料,大大减小了同轴介质滤波器的体积。同时用HFSS软件对其进行仿真,讨论了部分结构参数对滤波器性能的影响,最后设计出性能良好的带通滤波器,其中心频率f0=999MHz,插入损耗Li=1.489dB,3dB带宽B=17MHz,带外抑制在f0±30MHz时>20dB。 展开更多
关键词 电子技术 介质滤波器 耦合结构 HFSS仿真 小型化
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900MHz独块同轴微波介质滤波器的仿真
20
作者 梁飞 吕文中 周东祥 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期29-31,37,共4页
采用HFSS软件讨论介质滤波器耦合(包括谐振器间的互耦合以及谐振器与外电路的耦合)性能以及中间谐振器谐振长度与其频率的相互关系,得到滤波器外界品质因数与其输入输出端口大小、滤波器级间耦合系数与其耦合孔直径以及中间谐振器谐振... 采用HFSS软件讨论介质滤波器耦合(包括谐振器间的互耦合以及谐振器与外电路的耦合)性能以及中间谐振器谐振长度与其频率的相互关系,得到滤波器外界品质因数与其输入输出端口大小、滤波器级间耦合系数与其耦合孔直径以及中间谐振器谐振长度与其频率之间相互关系曲线,并以此确定所设计的介质谐振器滤波器结构尺寸。根据讨论结果,最终设计出的滤波器性能指标为:中心频率899.5MHz,带宽14MHz,带内波动0.8dB,通带损耗1.5dB,性能满足移动通讯要求。 展开更多
关键词 电子技术:介质滤波器 谐振器 外界品质因数 耦合系数
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