Интегральные LC-фильтры ВЧ и СВЧ диапазонов на основе современных материалов

• Автор: Хроленко, Татьяна Сергеевна
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Оглавление

ГЛАВА 1. LC-ФИЛЬТРЫ ВЧ И СВЧ ДИАПАЗОНОВ: КОНСТРУКЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

1.1 LC-фильтры на элементах с сосредоточенными параметрами

1.2 Фильтры на элементах с распределенными параметрами

1.3 LC-фильтры на элементах с квазисосредоточенными параметрами

1.4 Интегральные фильтры

1.4.1 Фильтры, выполненные на основе многослойных печатных плат (МПП)

1.4.2 Фильтры на основе LTCC

1.4.3 Фильтры на объемных резонаторах в интегральном исполнении

1.4.4 Фильтры, выполненные по «сэндвич»-технологии

1.4.5 Фильтры на основе LCP
ГЛАВА 2. РЕАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ
2.1 Реализация сосредоточенных конденсаторов
2.2 Реализация сосредоточенных катушек индуктивности
2.3 Исследование параметров катушек индуктивности
2.4 Исследование параметров конденсаторов
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ПРИМЕНИМЫХ ДЛЯ ТРЕХМЕРНОЙ ИНТЕГРАЦИИ
3.1 Критерии отбора схемно-технических решений
3.2 Фильтры нижних частот
3.3 Полосовые фильтры
ГЛАВА 4. КОНСТРУКТИВНОЕ ПОСТРОЕНИЕ МИНИАТЮРНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ЧАСТОТНОЙ СЕЛЕКЦИИ
4.1 Технологии реализации интегральных фильтров
4.1.1 Реализация фильтров, выполненных по технологии производства многослойных печатных плат (МПП)
4.1.2 Фильтры, выполненные по LTCC-технологии
4.1.3 Фильтры, выполненные по LCP-технологии
4.2 Анализ возможных конструкций интегральных фильтров на основе МПП

4.2.1 Фильтры нижних частот
4.2.2 Полосовые фильтры
4.3 Анализ возможных конструкций интегральных фильтров на основе ЬТСС
4.3.1 Фильтры нижних частот
4.3.2 Полосовые фильтры
4.4 Увеличение затухания интегрального фильтра в полосе задерживания
ГЛАВА 5. АПРОБАЦИЯ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ЬС-ФИЛЬТРОВ ВЧ И СВЧ ДИАПАЗОНОВ: ОСОБЕННОСТИ, РЕЗУЛЬТАТЫ
5.1 Постановка задачи
5.2 Методика проектирования интегральных фильтров на примере ФНЧ
5.2.1 Фильтр нижних частот на основе МПП с частотой среза 660 МГц
5.2.2 Фильтр нижних частот на основе ГСР с частотой среза 2400 МГц
5.3 Методика проектирования интегральных фильтров на примере ПФ
5.3.1 Полосовой фильтр на основе МПП с центральной частотой 120 МГц..
5.3.2 Полосовой фильтр на основе ЬСР с центральной частотой 2900 МГц.
5.3.3 Полосовой фильтр на основе ЬТСС с центральной частотой 870 МГц.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие приемопередающей аппаратуры с каждым годом идет по пути все большего усложнения в силу возрастающих потребностей в повышении ее функциональных возможностей. В 2007 году в Российской Федерации было принято постановление "О федеральной целевой программе "Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники" на 2008 - 2015 годы". Одними из приоритетных направлений программы стали: повышение степени интеграции радиоэлектронных средств (РЭС); создание унифицированных, отличающихся высокой функциональной интеграцией, электронных модулей нового поколения (в том числе приемо-передающих), которые могут являться основой для создания современных унифицированных РЭС, а также технологий изготовления печатных плат со встроенными пассивными компонентами, позволяющими сократить трудоемкость сборочных работ [48].
На сегодняшний день все большее внимание уделяется разработке радиоаппаратуры диапазона сверхвысоких частот (СВЧ). Ни одно приемопередающее устройство не обходится без электрических фильтров. Это обусловлено тем, что парамегры электрических фильтров во многом определяют в целом характеристики устройства, а именно: эффективность использования частотного спектра, повышение помехозащищенности, увеличение динамического диапазона, уменьшение массогабаритных показателей и т.д. К фильтрам, предназначенным для использования в перспективной радиоэлектронной аппаратуре (РЭА), предъявляется совокупность электрических и эксплуатационных параметров, которые зачастую противоречат друг другу.
В настоящее время существует множество самых различных принципов реализации частотно-избирательных устройств: LC-фильтры, ARC-фильтры,
пьезоэлектрические, электромеханические, спиральные, полосковые, коаксиальные, волноводные, параметрические, цифровые и даже электротепловые - для очень низких частот [56].
Во всем разнообразии аналоговых фильтров, работающих в СВЧ диапазоне, особый интерес представляют LC-фильтры. Это обусловлено возможностью их реализации в широком диапазоне частот, большим диапазоном возможных относительных полос пропускания, а также тем, что такие фильтры достаточно
где / — длина линии, мм;
у/ - ширина линии, мм;
/ - толщина линии, мм;
ЛлЛ- сопротивление на квадрат, Ом/о;
2о — характеристическое сопротивление; е - диэлектрическая постоянная.
Поправочный коэффициент К, учитывающий сжатие тока в углах проводника, рассчитывается по следующей формуле:
* = 1,4 + 0,2171^1 (2.11)
На Рис. 2.10 приведен график зависимости номинала катушки индуктивности в виде прямой линии от ее длины.
Рисунок 2.10. Зависимость индуктивности прямой линии от ее длины
Для петлевой индуктивности (Рис. 2.9к) используют выражения (2.12) — (2.14)