【導讀】與其他傳輸線或波導濾波方案相比，微帶濾波器最大的問題在于損耗。可喜的是，隨著高K值系列材料（如樓氏電容的PG、CF和CG陶瓷材料等）的拓展，如今射頻工程師已能夠開發出低損耗的微帶傳輸線濾波器。
微帶技術的工作原理概述
如圖1所示，從專業的角度來說，微帶指的是一種平面傳輸線技術，其中，導電帶與接地層之間以電介質基板隔開。
圖1. 典型微帶濾波器結構圖
具體說來，微帶濾波器的設計與構造類似于印刷電路板（PCB）上的電路配置方式。二者的關鍵區別在于，在微帶濾波器中，固體電介質基板上的金屬導電帶是作諧振器之用，而不僅僅只是互連而已。固體電介質絕緣層之上是金屬導電帶，其下是金屬接地層。導電帶周圍的電場滲透到兩種不同的介質中——部分電場滲透到基板中，另一部分則滲透到導電帶上方的空氣中。介質基板的介電常數越高，會導致越多的電場集中于基板之中——這意味著介質材料的選擇是電場損失的一個重要因素。標準的PCB材料如FR4可用于1GHz以下的低Q值濾波器。選擇陶瓷作為介質材料可實現更低的損耗、獲取更高的Q值。
該類型的印刷傳輸線是一種較為常見的濾波應用選擇，它可覆蓋廣泛的頻率范圍，產生更高的經濟效益，并且通常比波導等替代傳輸線技術更輕、更緊湊。
克服微帶濾波器的損耗問題
與其他傳輸線或波導濾波方案相比，微帶濾波器最大的問題在于損耗。可喜的是，隨著高K值系列材料（如樓氏電容的PG、CF和CG陶瓷材料等）的拓展，如今射頻工程師已能夠開發出低損耗的微帶傳輸線濾波器。
如圖2所示，我們將使用普通RO4350 LoPro電介質的微帶濾波器與使用PG陶瓷介質的微帶濾波器的損耗作了對比——兩款配置均應用了相同的材料厚度、金屬導電性和50Ω的微帶傳輸線。
圖1. (a)展示了損耗/英寸，（b）展示了損耗/波長
除了降低損耗外，濾波器制造商如果同時也作基板的工程設計，這就能得到另一個關鍵益處——可大幅縮短沿微帶傳輸線傳播的電磁波波長。就微帶線而言，波長的計算公式如下：
Λ = 微帶中的波長
λ = 自由空間的波長
εeff = 有效介電常數，取決于基板材料的介電常數和微帶線的物理尺寸這兩個因素
以樓氏電容（KPD）制造的標準品表貼式帶通濾波器B099NC4S為例，它是一個常見的X波段濾波器。該濾波器的尺寸為10.2mm x 3.8mm，或者可以12GHz的自由空間波長（0.4λ x 0.15λ）表示。我們可基于自主研發基板材料的技術優勢來縮短濾波器內的波長（參考上述公式），這樣，相比濾波器外部（如自由空間）的任何輻射，濾波器自身都會顯得相當小巧、緊湊。
這意味著我們能夠開發出小型的微帶表貼技術，而這正是毫米波（mmWave）應用的理想之選。由于我們能使mmWave天線的物理尺寸盡可能縮小，因此可直接使用微帶方案在芯片或PCB上建立復雜的天線陣列。進而，含天線、耦合器、濾波器和功分器在內的整個設備都可以通過在基板上創建金屬化圖案來實現。
樓氏電容（KPD）的微帶濾波器性能介紹
樓氏電容（KPD）的薄膜微帶技術可提供各類帶通、低通和高通濾波器，頻率范圍從1GHz到42GHz（及以上），如圖2所示：
樓氏電容（KPD）的微帶濾波器具備以下主要優勢：
-55℃至125℃下的溫度穩定性；
相比使用傳統的印刷線路板，使用樓氏電容（KPD）的CG材料，濾波器的尺寸可縮小為原來的1/20，使用CF材料可縮小為1/10，使用PG材料可縮小為1/3；
高重復性，因為薄膜制造提供了精確的制造性能，無需調整。
（來源：Knowles樓氏電容）
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