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移动通信事业的高速发展,对移动通信终端用射频元器件的小型化提出了越来越高的要求。射频元器件小型化最初解决方案是采用高介电常数的微波介质陶瓷的材料,但小型化程度有限,基于低温共烧技术(Low Temperature Co-fired Ceramic, LTCC)为基础的层叠结构设计可有效减小器件体积,是实现元器件向小型化、片式化、高可靠性和低成本发展的有效途径。层叠片式LTCC微波滤波器是一种新型滤波器,最早出现于20世纪80年代初,而国内直到最近几年,才开始对其进行研究。由于LTCC微波滤波器有着巨大的市场前景,从而成为众多企业竞争的焦点。层叠片式LTCC微波滤波器中不但在同一层中存在电磁耦合,而且在垂直的层与层之间也存在着电磁耦合,同时有些层与层之间由通孔相互连接,因而在器件内部分布着复杂的交叉耦合,这些耦合很难通过理论闭式(Closed Formulation)解析法精确求解,因此设计中通过Ansoft公司三维场仿真软件HFSS(High Frequency Structure Simulator)对LTCC微波滤波器三维结构模型进行仿真模拟和参数提取。主要研究内容如下:1.LTCC内埋置电感和电容设计分析推导出三维矩形螺旋电感和VIC(Vertically-Interdigitated-Capacitor)电容的二端口导纳参数表达式,分别构建三维矩形螺旋电感和VIC电容的等效电路模型,并利用电路模型来提取出有效参数及各种寄生参数。通过使用ADS、HFSS软件分别对等效电路模型和实际三维结构螺旋电感、VIC电容进行模拟仿真发现:在发生并联谐振前的频率范围内,它们的等效电路模型是相当准确的,其中电感等效电路模型S散射参数在幅度响应上最大误差为2.5dB,相位响应最大误差为16度,电容等效电路模型S散射参数的幅度响应最大误差0.02dB,相位响应最大误差为8度。分别设计出大小为6.6nH和39.8nH的三维Helical矩形螺旋电感以及大小为7.95pF的VIC电容,且它们都具有较高的品质因数和自我谐振频率。2.层叠片式LTCC微波滤波器设计详细介绍了层叠片式微波滤波器的设计方法及步骤。为提高层叠片式微波滤波器的抗电磁干扰(EMI)能力,对滤波器阻带中的衰减极点进行设计。分别利用