论文部分内容阅读
随着通信技术的飞速发展,频谱资源越来越拥挤。无论是商业通信系统还是军用通信系统都对滤波器的性能指标提出更加苛刻的要求,即小型化,高选择性,低插损。基于陶瓷基板上的微带线滤波器具有插损小,尺寸小,可靠性高等优点,在通信技术中发挥越来越大的作用,特别在军用通信技术中受到越来越多的关注。本论文从滤波器用陶瓷基板材料的选择与制备到滤波器的设计、仿真与制作以及测试进行了系统的研究。首先系统介绍了滤波器用陶瓷材料的发展现状及陶瓷基微带滤波器研究的重要意义。在系统分析滤波器设计的基本原理后对滤波器用陶瓷基板材料进行遴选,确定了MgTiO3微波陶瓷作为本课题的基板材料。研究了MgTiO3微波陶瓷的制备工艺,采用微量CaTiO3对MgTiO3陶瓷进行掺杂改性,并以Q×f值、介温特性和介电常数等三个主要考核指标,优选出掺杂3wt%CaTiO3的MgTiO3陶瓷制作滤波器的基板,Q×f=52000GHz,τf = 9 ppm /oC,εr= 18.2。本论文在分析微带线的基本特点基础上,设计了一个5阶发夹型带通滤波器,并用Agilent ADS2008和Ansoft HFSS11对设计的滤波器进行建模仿真及优化。本论文从基板材料参数出发,系统研究了介电常数,基板厚度等对微带滤波器插入损耗、回波损耗、电压驻波比、群时延等性能的影响。本论文进行滤波器的制作和性能测试。从加工工艺方面研究了陶瓷基板表面粗糙度、微带线厚度、微带线加工精度等对滤波器性能的影响;采用拉伸力实验研究了陶瓷基板与NiCr/Au微带膜层的粘附力及对滤波器的可靠性的影响,并在输入输出阻抗匹配下接入SMA(Sub-Miniature-A)接头,采用Agilent E8463A对滤波器进行测试。测试结果表明,本课题设计、制作的滤波器的中心频率为3.5GHz,带宽为400MHz,通带内插入损耗小于2dB。本论文制作的16mm×10mm×0.8mm滤波器为Rogers材料制作的同样性能滤波器的五分之一左右,从而实现了小型化、低插损的目标。