引 言
军、民通讯的日益开展，特别是移动通讯商场敏捷扩张，对微波元器材集成度、高功能、小型化的要求不断进步。为了减小微波器材的体积，习惯通讯体系的小型化、易集成、功能好、可靠性高、规划灵敏等要求，LTCC层叠式微波器材如滤波器、双工器和天线模块等研讨开发日趋活泼，并在GPRS、CDMA、网络无线接入、卫星定位体系等航空航天范畴具有十分宽广的使用远景。
在很多的微波介质板材之中，LTCC具有较多优势。LTCC选用叠层工艺，用低电阻率的金、银、钯银、铜等金属作导电介质，可以充分使用三维空间，在基板内多层埋置各类无源器材以及有源器材，集成度高、尺度小、射频功能优秀。结合LTCC工艺，国外现在已经有很多文献触及LTCC滤波器器的规划，并使用Hfss仿真，仿真成果和实测成果有很好的符合。
在此结合LTCC规划工艺，使用Ansoft Designer和Ansoft Hfss软件协同规划LTCC层叠式带通滤波器。滤波器选用集总元件规划（电容C和电感L）而成，经过Hfss进行仿真验证，终究仿真成果显现滤波器完结相对带宽40％，通带插入损耗小于2 dB，回波损耗大于20 dB，经过引进带外传输零点使带外按捺特性有了明显进步。
1 滤波器规划原理
本文LTCC滤波器的电路规划选用切比雪夫函数迫临，其低通衰减函数为：
图1给出LTCC滤波器规划等效原理图，电路结构主要由两个串联谐振电路和一个并联谐振电路组成。各电感元件巨细：L1=L2=10 nH，L3=2．73 nH，L4=170 nH；各电容值巨细为：C1=C2=1．69 pF，C3=6．18 pF，C4=0．36 pF。当串联谐振电路和并联谐振电路协调在同一谐振频率时，信号频率为谐振频率时，串联谐振电路呈短路状况，并联谐振电路呈开路状况。在此基础上，经过加载电感L4引进耦合，在阻带低端发生一个传输零点；进一步经过加载电容C4引进耦合，从而在阻带高端发生一个传输零点。图2为等效原理图仿真得到的S11，S21参数特性曲线。
依据图1所示等效电路，下文使用Designer规划LTCC层叠式带通滤波器立体模型，并将模型导入Hf-ss进行微谐和优化，终究经过三维仿真验证，确保规划模型的精确性。
2 协同规划流程
Ansoft结合业界最新的仿真技术，使用软件Desiger和Hfss为LTCC微波元器材规划供给了一体化的协同规划流程。图3给出LTCC规划流程。
由图3可知，Designer完结的规划过程有体系结构规划、LTCC电路规划、物理拓扑结构规划共三个过程，完结对LTCC电路结构和物理结构的规划；Hfss完结的规划过程有3D协谐和优化、3D仿真验证，其主要作用是使用Hfss软件仿真精确性好的长处，对LTCC规划模型进行三维仿真验证，确保模型仿真成果的准确性。依据图1所示LTCC滤波器等效电路图，规划LTCC电路图，其LTCC电路结构见图4。
终究规划完结的物理拓扑结构见图5。将物理拓扑结构导入Hfss进行三维验证，其三维模型见图6。经过优化，图7给出三维验证终究得到的仿真成果，其相对带宽40 ％，通带插入损耗小于2 dB，回波损耗大于20 dB，带外衰减由于带外传输零点的引进得到了很好的按捺。
3 模型结构和测验成果
图8给出了终究规划完结的LTCC层叠式带通滤波器的立体模型。
由图8知，LTCC滤波器共八层，端口1和2坐落第一层，z方向坐标为1．2 mm；电容C1，C2占用第二、三层，基层z方向坐标为0．9 mm，上层z方向坐标为1．0 mm；电感L1，L2和L3占用第四、五层，基层z方向坐标为0．7 mm，上层z方向坐标为0．8 mm；电容C3占用第六、七层，基层z方向坐标为0．2 mm，上层z方向坐标为0．3 mm；接地板占用第八层，z方向坐标为0 mm；每个电感和电容元器材之间用传输线衔接，不同层的衔接用打孔来完结。
滤波器选用Ferro陶瓷材料，其介电常数ε=5．9±0．2，损耗系数δ《0．2；滤波器尺度巨细20 mm×8 mm×1．2 mm。
图9和图10分别给出了实践滤波器样品和相应的实测S21成果。比较图7和图10知，在1．25 GHz±1 GHz的频带内，滤波器的S21参数的理论值与实践值符合得十分好。
4 结 语
这儿结合LTCC工艺，使用软件Ansoft Designer和Ansoft Hfss，对LTCC层叠式带通滤波器进行了仿真规划。滤波器的规划选用集总电容元件C和集总电感元件L，并在各谐振电路单元之间构成耦合以发生带外传输零点。
从滤波器LTCC电路规划到物理拓扑结构的导出，最后到三维仿真验证，Designer和Hfss的协同一体化LTCC规划流程，有用减少了LTCC带通滤波器的设计时间。本文规划的LTCC带通滤波器有用确保了体积的小型化，并与加工什物的实测成果有很好的一致性。
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