5G时代，LTCC滤波器-沈阳佳美机械-贾工18540392125

5G时代的发展带来了广阔的通信终端市场，更多的频段资源被投入使用，射频前端集成化已是必然趋势。但是，集成度的提高会带来电路间相互干扰的问题。而滤波器作为射频前端模块中的核心微波器件，能够通过频率选择功能来保障信号在不同频率下互不干扰地传输，所以滤波器得到业界的广泛关注。

LTCC滤波器因其具有高性能、小尺寸、低成本等特点，广泛应用于军工、航空、航天、船舶、电子通信等微波通讯领域，实现滤波及选频功能。

1、LTCC技术的概念及优势

LTCC（lowtemperatureco-firedceramic）技术即低温共烧陶瓷技术，它首先将低温烧结的陶瓷粉制成厚度精确致密的生瓷带，然后在生瓷带上采用冲孔、注浆、印刷和烘干等工艺制成所需的电路图形，接着将生瓷带按顺序叠压，最后在800℃-900℃的温度下烧结成三维集成电路基板。其工艺流程图如下图所示。

与其他集成技术相比，LTCC技术具有封装性好、集成能力强、损耗较小、性能优异等优点。LTCC技术是实现射频模块中无源滤波器件的有效途径之一。

2、LTCC滤波器特点

传统的滤波器电路结构大部分都具有成本较高和体积庞大的缺点，而且在高频下损耗偏大，Q值偏低，已经越来越不适应如今滤波器对于高性能方面的需求。基于LTCC工艺的滤波器可以充分发挥多层结构的特点，灵活设计和放置滤波器等单元电路，获得更好的品质因数和更低的损耗，极大的降低成本和带来性能上的提升。

LTCC滤波器是采用先进的LTCC工艺技术并通过高精度的丝网印刷技术将多个电感和电容集成在一起，并通过共烧形成独石结构，如下图所示。LTCC滤波器主要用在电子线路中实现滤除杂波的目的。

LTCC滤波器由于具备尺寸小、性能优、可靠性高、成本低、抗电磁干扰强、不必另加封装等特点，同时还带有优良的高频、高速传输以及宽通带的特性，在5GUHB频段乃至毫米波频段都已实现产业化应用。

3、LTCC滤波器分类

按照频率特性常用的LTCC滤波器可以分为：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

各种频率特性的滤波器相应决定了特定频率信号可以通过，而其他频率信号不能通过。最常见的滤波器是带通滤波器，它是允许两个特定频率之间的信号通过，而其余频率信号被抑制。

4、LTCC滤波器的主要参数及其物理意义

♦中心频率：中心频率f一般用于带通滤波器（或者带阻滤波器），表示两个-3dB频率点下边频fl和上边频fr的频率的中点频率，而通常fl到fr之间的频率范围B，叫做通带。

♦插入损耗（IL）：滤波器的插入损耗是指滤波器插入电路后，信号经过滤波器所产生的信号损耗，反映了信号通过滤波器的能力大小。

♦驻波比（VSWR）：驻波比是衡量滤波器带内信号是否良好匹配传输的一项重要参数。理想情况下，驻波比为1，即射频器件完全匹配。但实际上，驻波比不可能达到1，通常要求小于等于2。

♦回波损耗(RL)：为滤波器信号反射能度量，表示滤波器输入和输出阻抗接近理想阻抗值的程度。在滤波器中回波损耗和驻波比都能反映滤波器阻抗匹配程度。

♦带内波动(Ar)：表示滤波器通带平坦度的大小，在通带范围内，插入损耗随频率变化，最大值与最小值之差即为带内波动。

5、国内外LTCC滤波器发展现状

目前，国外以美国、日本为首的发达国家，在LTCC滤波器领域投入了大量人力物力，其研究进度异常迅速。国际上，美国CTS、mini、AVX、日本TDK、村田为LTCC滤波器生产巨商，产品系列齐全，研发的LTCC滤波器已广泛应用于空间站、欧洲航天局和美国宇航局项目，通讯卫星、射频传输、军用航空领域、飞机发动机、坦克发动机的启动引擎领域等。

国内的LTCC滤波器发展较晚，但经过十几年的快速的发展，目前中国多家企业如深圳振华富电子有限公司、中国电科13所、中国电科55所、麦捷科技等，已具备LTCC滤波器研制生产能力。国内LTCC滤波器已经用于5G手机和基站，并实现了大批量出货。

随着生活水平的提高，人们对智能化、轻量化、微型化的终端产品表现出了极大的兴趣，这也推动了包括滤波器在内的各类射频器件向更高性能、更轻重量、更小体积的方向发展。

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