解決方案

南京理工大學(xué)的學(xué)生著手設(shè)計小型化集總元件的10層LTCC 帶通濾波器，在60MHz為中心頻率引入了兩個傳輸零點（圖2）。

圖2：（a） 頂視圖。（b）擬建的BPF照片

通過使用垂直過孔將間隔指叉的開口端相連結(jié)，可以同時達(dá)到VIC電容增量和雜散尖峰抑制。由論文可知，的尺寸為世界上最小，只有0.004 x0.004 x0.0004 λg。

由于縮減尺寸是這項工作的主要挑戰(zhàn)，第一步是要選擇一個只有少數(shù)元件的電路拓?fù)?。這個BPF設(shè)計首先以60MHz為中心頻率、帶寬為15MHz。接著選擇一個眾所周知具有八個元件的電路模型，如圖1（b）所示。電容器C3 在輸入和輸出端口之間產(chǎn)生的反饋路徑，可提供選擇性；并且分別在34和88MHz有兩個傳輸零點。C1和C2分別配置相同的值和版圖，以減少優(yōu)化參數(shù)。然后采用Microwave Office 電路設(shè)計軟件的優(yōu)化功能來提取相應(yīng)的元件值。

擬建的BPF的初始物理版圖十分容易設(shè)置。然而，考慮到元件之間的寄生和相互耦合效應(yīng)，必須進行微調(diào)。最后使用AXIEM 3D平面電磁（EM）仿真完成整個BPF的版圖。所得仿真結(jié)果和測量結(jié)果有很好的一致性，如圖3所示。

圖3：使用GSG探針測量，BPF仿真和測量的結(jié)果。

這個設(shè)計的中心頻率為60MHz，基于15dB的回波損耗的帶寬為15MHz。兩個有限零點均位于規(guī)定的位置。 值得注意的是，測得的1.95dB的通帶插入損耗高于預(yù)期，這是由于頂部金屬層的表面粗糙度較高，導(dǎo)致更高的電阻損耗。

為何選用NI AWR Design Environment

Microwave Office 提供了一個易于使用的界面和內(nèi)置的流程定義工具，使我們能夠有效地為LTCC設(shè)計中的垂直多層交指電容器和多層螺旋電感器構(gòu)建模型 。AXIEM使我們能夠輕松地調(diào)整、掃描并優(yōu)化電容器和電感器的值。