毫米波LTCC滤波器的研究+文献综述(3)
和有源器件制成有源/无源功能模块，可进一步将电路小型化与高密度化，特别适用
于高频通讯用组件。
1.2 毫米波 LTCC 滤波器研究的背景和意义[1][2]
毫米波可以广泛应用于军事雷达系统、射电天文学和太空以及短距离无线高速传
输等领域。毫米波的潜在应用，包括毫米波成像（mm-wave imaging）、亚太赫兹（s
ub-THz）化学探测器，以及在天文学、化学、物理、医学和安全方面的应用。感兴趣
的重要频率包括 90GHz、140GHz，以及 300GHz 以上或者叫做 THz 区域。之所以选择
致力于这些频点的研究，是因为考虑到其在空气中传播时的信号衰减。很明显，存在
各种窗户使得衰减或者最大化或者最小化。60GHz频带由于氧气的吸收，使得它适合
于短距离网络应用。而其他的频带，如90GHz是长距离成像的理想选择。成像领域的
一个很重要的应用是工作于24GHz和77GHz的汽车雷达。今天仅有非常奢侈的汽车装备了毫米波雷达技术。该技术可以在低能见度情况下帮助汽车驾驶，尤其是大雾的天
气，以及自动巡航控制和未来高速公路的自动驾驶。近年来，美、日、韩等国相继开
放了无需授权使用的毫米波频段（北美和韩国57-64GHz，欧洲和日本59-66GHz），从
而进一步刺激了对60GHz频率附近毫米波技术的研究。
LTCC（即低温共烧陶瓷Low Temperature Co-fired Ceramic）技术是一种最适合用
来实现射频、微波无源集成的前沿技术之一，因为这种技术采用三文集成，无载 Q
值高。基于 LTCC工艺实现的滤波器具有尺寸小、可靠性高、成本低和电性能优异的
特点。LTCC 微波滤波器最早出现于 20 世纪 80 年代，并于 90 年代在国外得到了蓬
勃的发展，特别是得到了美国以及日本等西方国家的重视。而国内的 LTCC技术的相
关研究始于最近几年，虽然相关研究取得了一定的进展，但是相对于国外的 LTCC技
术的发展水平仍旧有较大的差距。因此开展 LTCC相关技术的研究，对于航天、国防
及民用高科技等领域都有非常重要及紧迫的现实意义。 带通滤波器作为毫米波系统的
射频前端中最重要的无源器件之一。其高性能、低成本、高可靠性和小型化具有极重
要的意义。
本文基于以上各种需求，对中心频率分别为52.25GHz和61.25GHz的两个 LTCC
带通滤波器进行了设计和仿真分析。
1.3 论文的结构安排
本文的主要研究内容和结构安排如下：
第一章：绪论。主要介绍了现代通信器件的发展趋势和LTCC技术的特点，和毫
米波的研究和应用情况，以及毫米波滤波器研究的意义。
第二章：LTCC技术简介。较系统的介绍了LTCC技术的概念、工艺流程、优点、
应用情况等，同时介绍了LTCC滤波器的相关历史和概念。
第三章：滤波器的基本原理。主要介绍了滤波器的分类和技术指标、低通滤波器
原型设计理论，以及滤波器的变换和传输零点的形成原理。本章的内容是第四章和第
五章滤波器设计的理论基础。
第四章：带状线LTCC滤波器的设计。首先介绍了传输线理论，然后介绍了带状
线滤波器的等效电路图，最后介绍了带状线谐振单元尺寸的计算公式等。
第五章：两种不同中心频率的毫米波LTCC带状线滤波器的设计。包括两种滤波
器的设计指标、原理图和模型图，以及两种滤波器的仿真结果和性能分析结果。 结论部分总结了本文的主要内容，以及毫米波LTCC滤波器设计过程中得出的经
验和规律。
2 LTCC 技术简介