多频段LTCC天线开关模块的研究与设计

多频段LTCC天线开关模块的研究与设计

内容简介：随着移动通信的快速发展，3G通信服务逐渐走进我们的生活，手机作为移动通信终端也逐渐向多频、多模及小型化方向发展，这种发展趋势必然导致通信系统和电路的复杂性，这与普遍要求的小型化、低成本是相互矛盾的；而作为提高射频通信电路集成度的LTCC(低温共烧陶瓷)模块技术成为解决这一矛盾的关键技术之一。
　　 国内虽然对LTCC器件的研究比较多，但对LTCC模块的研究仍处于初步阶段，这主要与有源与无源器件集成的复杂性和电路的高密度性有关，这也是该课题所面临的巨大的挑战和难点所在。
　　 本课题所设计的多频段SP9T天线开关模块采用MMIC(单片微波集成电路)和LTCC技术实现，由微波开关和LTCC基板两部分组成。本文首先分析了两种常用的微波电路控制器件，比较了其性能的优缺点，并选PHEMT作为开关控制器件。设计了串并联吸收型MMIC SPDT微波开关，完成电路版图设计；基于单刀双掷开关设计的经验和思路，对更复杂结构的单刀九掷开关进行了设计和优化，且完成版图设计。LTCC基板部分，主要研究了嵌入式LTCC低通滤波器的基本思路和设计方法，并得到优异的三维仿真结果。利用ADS2008(Advanced Design System 2008)和HFSS(High Frequency Structures Simulator)的协同仿真功能，将MMIC单刀九掷开关与两种嵌入式LTCC低通滤波器整体组合成电路模块，并对整个模块进行了优化仿真，结果表明各发射、接收端口驻波及各路的插入损耗及隔离度均优于指标要求。
　　 LTCC天线开关模块整体尺寸非常小，尺寸为：4.5mm×3.2mm×1.4mm，工作频段：GSM-850/900、GSM-1800/1900和UMTS800/2100。据本研究所知，国内尚未见到有单刀九掷多频段微型天线开关模块研究成功的报道。

作者：肖圣磊,

关键词：手机, 低温共烧陶瓷模块技术, 天线开关模块, 微波开关, 微波单片集成电路, 低通滤波器,