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用于射频设计的LTCC滤波器和电容器元件选择
用于射频设计的LTCC滤波器和电容器元件选择
早在第一批智能手机出现之前，集成就开始成为嵌入式世界的主要趋势，但即使是高度集成的系统也需要分立器件和外部无源器件才能正常工作。如果您需要为RF信号链设计过滤级或抑制不需要的频带中的不需要的接收，您可以选择使用分立器件或使用集成解决方案。在低频下使用分立器件进行设计很好，但这些电路最终会变得很长，即使在设计过程中使用了尽可能小的组件占位面积。
进入低温共烧陶瓷(LTCC)组件和混合电路。LTCC滤波器电路是屏蔽的替代方案，用于抑制不需要的频带中的接收。当需要滤波时，它们也是一种简单的解决方案，提供等效的高阶低通、带通和高通滤波，在阻带中具有高衰减。如果您想使用LTCC提供高带外衰减并减小系统尺寸，请遵循这些指南。
选择LTCC滤波器
选择LTCC滤波器的主要原因是其无需外部无源器件即可用作阻抗匹配滤波器元件。这些组件的制造过程支持将多个电路元件集成到一个小型封装中，并在所需频段内具有精确设计的插入/回波损耗。这些产品采用单片陶瓷结构制造，采用标准坚固、薄型SMD封装。
这些组件将多个电路集成到陶瓷基板上的单个多层结构中。陶瓷基板又具有较高的Dk值（可高达10）。这些电路可以包括有源或无源电路元件。虽然这些组件的主要应用是射频设备，但其他潜在应用包括传感、MEMS 和其他模拟应用。
插入和回波损耗
选择LTCC滤波器时，最重要的规格是插入损耗和回波损耗频谱。这些频谱显示在图表中，并且与传输线和其他电路具有相同的含义。高质量的LTCC滤波器电路在通带内的插入损耗应小于1-2 dB，回波损耗应优于约-20 dB。
显然，理想滤波器应具有负无穷大回波损耗和0 dB插入损耗，因此1 dB插入损耗值会限制有用的互连长度。然而，这应该说明使用LTCC滤波器的优势。通过LTCC布线，您可以通过将分立器件整合到单个混合电路中来减少总互连长度。这可以减少射频信号的总损耗，特别是在非常高的频率下。
其他重要规格
LTCC带通滤波器通常设计为适应特定的协议或频段，产品资料通常会说明预期的频段。这可以帮助您开始比较LTCC滤波器组件的规格。对于宽带滤波，只要插入损耗和回波损耗不太大，LTCC滤波器就可以适应一系列频段。
选择LTCC滤波器所涉及的其他重要规范包括：
频率范围。一些组件数据表将仅说明上限和/或下限截止频率来定义通带。对于带通滤波器电路，有时使用较低的截止频率和3 dB带宽来指定频率范围。
阻抗匹配。由于LTCC滤波器设计用于PCB上的RF电路，它们的输入和输出阻抗通常匹配为50欧姆。
阻带衰减。这是传达插入损耗频谱的另一种方式。这有时只会显示更广泛频率范围内的插入损耗数据。
产品匹配。一些LTCC滤波器组件经过专门设计，可与特定的连接器或其他组件相匹配。
包装尺寸。为RF应用设计的LTCC滤波器可以具有1206（英制）或更小的SMD封装尺寸。这使它们的占位面积与典型的SMD电容器相同。
额定功率。如果您需要一个用于射频功率放大器的LTCC滤波器，请注意您的额定功率。这些组件的额定功率高于同一封装中的分立器件，但额定功率仍应高于射频信号的所需功率。
将LTCC滤波器推入毫米波设计
LTCC滤波器组件在支持常见频段（Wifi 和蓝牙）中的RF设计以及确保ISM频段中的高精度接收和带外抑制方面有着成功的记录。对于较新的毫米波设计，公司正在开发专门用于支持更高频率的LTCC电容器和滤波器电路。推动这些频率的主要动力是5G的推出和对超紧凑型高频滤波器电路的需求。
传统的毫米波滤波器通常设计为直接在PCB上的无源元件，通过使用具有弱寄生效应的 SMD分立器件，或利用波导中的截止频率。尽管许多用于移动/物联网设备的 SoC 和 CPU 高度集成，但仍需要工作频率高达40 GHz的SMD滤波器电路。LTCC滤波器电路可以提供远远超过6 GHz的解决方案，一些组件很快就会以小封装尺寸（例如，1206英制）提供。
除了LTCC滤波器和其他组件之外，RF设计人员还需要一系列用于移动系统、边缘系统、基站和其他缺乏集成组件的独特设备的组件。一些组件要求包括：
射频功率放大器
天线开关
射频收发器
波束成形IC