基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的LTCC微波疊層濾波器設(shè)計方法研究.pdf

1、LTCC微波片式疊層濾波器目前已成為廣泛使用的新型元器件之一。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)日趨緊湊，工作頻率已延伸到射頻和微波頻段，傳統(tǒng)的電路仿真和解析計算方法已不能完全滿足其內(nèi)部的電路設(shè)計要求。
　　在LTCC的微波濾波器的設(shè)計過程中，普遍采用基于全波分析的電磁仿真技術(shù)。其設(shè)計往往是對某些物理結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化求解。而大多數(shù)優(yōu)化過程都是基于迭代算法，目標(biāo)函數(shù)需要大量重復(fù)的在線計算，收斂速度依賴于全波電磁仿真分析工具對電磁模型的計算效率和運行時間。建

2、模和優(yōu)化是LTCC微波片式疊層濾波器設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，已成為當(dāng)前無線通信元器件領(lǐng)域的研究熱點之一。
　　本文通過多精度徑向基網(wǎng)絡(luò)對微波片式疊層濾波器進行建模分析和優(yōu)化，以實現(xiàn)快速設(shè)計。主要研究內(nèi)容如下：
　　1．提出基于空間映射思想的多精度樣本徑向基網(wǎng)絡(luò)的LTCC微波濾波器建模和優(yōu)化技術(shù)，并進行了數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)，證明其可行性。這種徑向基網(wǎng)絡(luò)建模和優(yōu)化方法使用近似樣本數(shù)據(jù)，并采用了空間映射的思想，大大降低了全波電磁仿真精確計算的次

3、數(shù)。由于徑向基網(wǎng)絡(luò)具有很好的局部逼近能力，多精度樣本徑向基網(wǎng)絡(luò)在優(yōu)化過程中能很好的在輸入變量空間的優(yōu)化解附近局部逼近精確電磁仿真模型。
　　2．通過電路仿真軟件綜合出一個截止頻率為400MHz的反切比雪夫型濾波器，確定濾波器的拓撲結(jié)構(gòu)和各元件的取值。分別對微波濾波器中的電感和電容進行設(shè)計并建立參數(shù)化模型。本文設(shè)計出一種雙螺旋結(jié)構(gòu)的疊層電感，其金屬層為7層時，有效電感量為40nH，Q值達到57，能滿足濾波器的要求。
　　對電容

4、進行了仿真計算和分析，設(shè)計出包含三個電容的一體化電容結(jié)構(gòu)，其有效電容分別約為7.36pF、1.78pF和7.36pF。
　　3．采用本課題提出的建模優(yōu)化技術(shù)，設(shè)計出了一種截止頻率為400MHz的低通濾波器。在700MHz-1600MHz頻率范圍內(nèi)衰減量大于20dB，工藝試制樣品的測量結(jié)果表明其性能達到國內(nèi)外同類產(chǎn)品。
　　在建立近似徑向基網(wǎng)絡(luò)模型時，采用了全組合正交試驗設(shè)計方法來確定輸入/輸出樣本點。并將利用徑向基網(wǎng)絡(luò)模型求