张 博肖宝玉

(西安邮电大学电子工程学院，陕西西安 710121)

随着无线通信行业迅猛发展，射频器件在系统中占据更重要的地位。而滤波器作为射频元件中不可或缺的组成部分，在实现小型化、高性能、集成度高等方面已然成为行业研究的热点与难点，而目前基于低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)工艺设计的滤波器为以上的研究提供了很好的方向。

基于LTCC 工艺设计的滤波器能够很好的实现小型化和高性能，并且采用不同的结构来实现。例如在2018 年[1]中电感采用立体螺旋型(Helical)电感，电容采用垂直叉指电容(VIC)来获得小型化滤波器[1]；2019 年[2]中电感采用5 层3D 螺旋结构，电容则采用传统的(Metal-Insulator-Metal，MIM)式结构来获得较大的等效值和Q值[2]；在2019 年[3]中电感的设计采用垂直螺旋电感和平面螺旋电感2 种形式，电容采用MIM 结构以实现小型化、高性能滤波器[3]。

应滤波器小型化、高性能的发展趋势，结合微波滤波器理论并使用ADS、HFSS 进行联合仿真，设计出具有高Q值的电容电感，并结合原理图进行合理布局，设计了一款DC-500 MHz 的低通滤波器.

1 低通滤波器电路设计

根据低通滤波器的设计指标，选择5 阶等波纹0.1 dB 的切比雪夫滤波器，其滤波器低通原理图如图1 所示，其中的电容电感元件值的相关公式如下所示[4]:

在ADS 中使用Q值模型，其中电容电感的Q值分别设置为150，50。优化得到C1＝C3＝6.63 pF，C2＝12.25 pF，L1＝L2＝21.76 nH。仿真结果如图2 所示。

图1 DC-500 MHz 低通滤波器原理图

图2 低通滤波器ADS 仿真结果

由图2 可知，在500 MHz 内插入损耗在0.8 dB，通带内回波损耗优于-18 dB，在1 000 MHz 处，带外抑制达到-30 dB，1 500 MHz 处带外抑制有-50 dB。……