專(zhuān)利名稱(chēng)：貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于微波通訊的高溫超導(dǎo)微帶濾波器及其生產(chǎn)方法，特別是一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)久以來(lái)，濾波器一直在電子信號(hào)的處理中起著極其重要的作用，它具有過(guò)濾使用頻率的信號(hào)和抑制干擾信號(hào)的功用。隨著微波無(wú)線(xiàn)通信的快速發(fā)展，對(duì)濾波器的電學(xué)性能提出了越來(lái)越高的要求。近年發(fā)展起來(lái)的高溫超導(dǎo)濾波器技術(shù)很好的適應(yīng)了這種需求，由于高溫超導(dǎo)薄膜有很高的品質(zhì)因子(Q值)，所以采用高溫超導(dǎo)薄膜制成的微帶型濾波器，具有極低的插入損耗及優(yōu)異的頻率選擇特性(高通帶邊緣陡峭度)，使其特別適用于移動(dòng)通訊基站的接收和發(fā)射系統(tǒng)上。移動(dòng)通訊基站使用高溫超導(dǎo)濾波器之后，可以增加基站的覆蓋面積、降低雜訊的干擾，提高通話(huà)質(zhì)量；并可降低手機(jī)的發(fā)射功率，大幅減少電磁波輻射對(duì)人腦的影響，達(dá)到綠色環(huán)保的要求。
目前使用高溫超導(dǎo)薄膜制作的微波濾波器多為微帶型的平面結(jié)構(gòu)，其工作片結(jié)構(gòu)一般有五層組成，包括濾波器的輸入輸出焊接點(diǎn)鍍金層、超導(dǎo)電路層、介電層、底部超導(dǎo)層、底部鍍金層。濾波器的整體組裝結(jié)構(gòu)是將濾波器工作片依底部的鍍金層焊接于濾波器封裝屏蔽盒腔體的底面上，將輸入輸出接頭與濾波器焊接點(diǎn)焊接在一起，加蓋濾波器封裝屏蔽盒盒蓋形成閉合的腔體，這樣，濾波器工作片與盒蓋之間為一段真空的距離。對(duì)于半波長(zhǎng)諧振器式耦合濾波器，其電路基本構(gòu)成一般為信號(hào)的輸入微帶、輸出微帶、多個(gè)產(chǎn)生諧振耦合的微帶諧振器，諧振器的有效長(zhǎng)度為中心頻率的半波長(zhǎng)，多極諧振器對(duì)相應(yīng)頻率電磁波的激勵(lì)和耦合傳輸作用而最終達(dá)到對(duì)微波信號(hào)的過(guò)濾處理。在一般的電路設(shè)計(jì)中，諧振器的有效長(zhǎng)度與介電層的有效介電常數(shù)的平方根成反比，因此，采用具有較大的介電常數(shù)的介電層，可以更容易實(shí)現(xiàn)濾波器的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器，它采用雙面的高溫超導(dǎo)薄膜帶制作濾波器的貼片式工作電路，可以改善濾波器的工作性能，提高功率負(fù)載能力。同時(shí)它可以提高濾波器工作片結(jié)構(gòu)的有效介電常數(shù)，進(jìn)而減小濾波器工作片的面積，更容易實(shí)現(xiàn)小型化，且采用本方案制作的濾波器整體結(jié)構(gòu)更緊湊。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器，其特征在于它的工作片是由上介電片、下介電片以及貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路三部分共同層疊組合而成。
上述所說(shuō)的濾波器中之上介電片、下介電片為單面鍍有超導(dǎo)材料和金的介電陶瓷材料片。
上述所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路由輸入微帶單元、輸出微帶單元和多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元共同組合排列而成。
上述所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路之輸入微帶單元、輸出微帶單元根據(jù)需要可以設(shè)計(jì)成直接激勵(lì)模式結(jié)構(gòu)，也可以設(shè)計(jì)成耦合激勵(lì)模式結(jié)構(gòu)。
上述所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路之多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成矩形帶狀諧振器、發(fā)夾式諧振器以及緊湊發(fā)夾型諧振器結(jié)構(gòu)。
上述所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路可以由鍍有雙面高溫超導(dǎo)材料的雙面高溫超導(dǎo)薄膜帶切割制作而成，也可以由超導(dǎo)材料襯底預(yù)制的電路單元外圍蒸鍍超導(dǎo)材料層制作而成。
一種上述所說(shuō)的貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器的生產(chǎn)方法，其特征在于采用如下生產(chǎn)工藝步驟(1)采用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝技術(shù)，在介電陶瓷材料片上鍍單面的高溫超導(dǎo)材料和金，并按所需尺寸切割成濾波器的上下介電片；(2)在雙面高溫超導(dǎo)薄膜帶上制造切割出輸入微帶單元、輸出微帶單元和多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的諧振器單元；也可以在超導(dǎo)材料襯底上切割出各電路單元，然后在其外圍蒸鍍超導(dǎo)材料層制造出貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路的各個(gè)單元；(3)將上下介電片分別依鍍金層焊接于濾波器的封裝屏蔽裝置上下片上；(4)將輸入微帶單元、輸出微帶單元平行粘接于下介電片的介電層上，固定焊接濾波器的輸入輸出接頭，并將所需個(gè)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元平行放置于下介電片的介電層上；(5)將焊接于濾波器封裝屏蔽裝置上片的上介電片依介電層疊放于濾波器超導(dǎo)電路上，并將濾波器的封裝屏蔽裝置上片和下片固定在一起；(6)配合即時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，調(diào)整每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元的位置，直至得到符合要求的濾波器頻率響應(yīng)特性；(7)最后將每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元永久固定，得到最終的貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)濾波器。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于1、貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器可以改善濾波器的工作性能，提高功率負(fù)載能力；2、貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器可以提高濾波器的有效介電常數(shù)，更易于實(shí)現(xiàn)小型化，且濾波器的整體結(jié)構(gòu)更緊湊；3、貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)可以配合即時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，調(diào)測(cè)出具有優(yōu)良特性的產(chǎn)品，靈活的調(diào)測(cè)方式可以提高產(chǎn)品成品率。


附圖1-1為現(xiàn)有典型的微帶濾波器工作片結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2-1為常用的輸入微帶單元、輸出微帶單元的激勵(lì)模式的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2-2為常用的諧振器單元的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3-1為本發(fā)明所涉一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器之上介電片的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3-2為本發(fā)明所涉一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器之下介電片的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4-1為本發(fā)明所涉一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路之輸入微帶、標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元、輸出微帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4-2為用來(lái)制作本發(fā)明所涉一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路的雙面高溫超導(dǎo)薄膜帶的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4-3為本發(fā)明所涉一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器之另一種貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元立體剖面示意圖。
附圖5-1為本發(fā)明所涉一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器之上介電片焊接于封裝屏蔽裝置上片后的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5-2為本發(fā)明所涉一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器之下介電片、貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路、輸入輸出接頭組裝焊接于封裝屏蔽裝置下片后的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5-3為本發(fā)明所涉一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器組合后的結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖。
其中10為現(xiàn)有典型的微帶濾波器工作片本體，11為濾波器工作片底部鍍金層，12為濾波器工作片底部超導(dǎo)層，13為濾波器工作片的介電層，14為濾波器工作片超導(dǎo)電路，15為濾波器工作片焊接點(diǎn)鍍金層；21為直接激勵(lì)模式結(jié)構(gòu)，22a、22b為兩種不同的耦合激勵(lì)模式結(jié)構(gòu)，23為矩形帶狀諧振器結(jié)構(gòu)，24為典型的發(fā)夾式諧振器結(jié)構(gòu)，25a、25b為兩種不同的緊湊型發(fā)夾式諧振器結(jié)構(gòu)；30為上介電片本體，31為介電層，32為高溫超導(dǎo)層，33為上介電片底部鍍金層；34為下介電片本體，35為介電層，36為高溫超導(dǎo)層，37為下介電片底部鍍金層；40為貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路本體，41a、41b分別為輸入、輸出微帶單元本體，42為標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元本體，43為制作貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路40的雙面高溫超導(dǎo)薄膜帶，44為雙面高溫超導(dǎo)薄膜帶的材料襯底，45為雙面高溫超導(dǎo)薄膜帶的兩面超導(dǎo)材料層；46為另一種諧振器單元本體，47為超導(dǎo)材料襯底，48為外圍的超導(dǎo)材料層；51為濾波器封裝屏蔽裝置上片，52為濾波器封裝屏蔽裝置下片，53a、53b分別為輸入、輸出接頭。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器，其特征在于它的工作片是由上介電片30、下介電片34以及貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路40三部分共同層疊組合而成。
上述所說(shuō)的濾波器中之上介電片30、下介電片34為單面鍍有超導(dǎo)材料和金的介電陶瓷材料片。
上述所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路40由輸入微帶單元41a、輸出微帶單元41b和多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元42共同組合排列而成。
上述所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路40之輸入微帶單元41a、輸出微帶單元41b根據(jù)需要可以設(shè)計(jì)成直接激勵(lì)模式結(jié)構(gòu)21，也可以設(shè)計(jì)成耦合激勵(lì)模式結(jié)構(gòu)22a、22b。
上述所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路40之多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元42可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成矩形帶狀諧振器23、發(fā)夾式諧振器24以及緊湊發(fā)夾型諧振器25a、25b結(jié)構(gòu)。
上述所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路40可以由鍍有雙面高溫超導(dǎo)材料45的雙面高溫超導(dǎo)薄膜帶43切割制作而成。
一種上述所說(shuō)的貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器的生產(chǎn)方法，其特征在于采用如下生產(chǎn)工藝步驟(1)采用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝技術(shù)，在介電陶瓷材料片上鍍單面的高溫超導(dǎo)材料和金，并按所需尺寸切割成濾波器的上下介電片30、34；(2)在雙面高溫超導(dǎo)薄膜帶43上制造切割出輸入微帶單元41a、輸出微帶單元41b和多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的諧振器單元42；(3)將上下介電片30、34分別依鍍金層33、37焊接于濾波器的封裝屏蔽裝置上下片51、52上；(4)將輸入微帶單元41a、輸出微帶單元41b平行粘接于下介電片34的介電層35上，固定焊接濾波器的輸入輸出接頭53a、53b，并將所需個(gè)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元42平行放置于下介電片34的介電層35上；(5)將焊接于濾波器封裝屏蔽裝置上片51的上介電片30依介電層31疊放于濾波器超導(dǎo)電路40上，并將濾波器的封裝屏蔽裝置上片51和下片52固定在一起；(6)配合即時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，調(diào)整每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元42的位置，直至得到符合要求的濾波器頻率響應(yīng)特性；(7)最后將每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元42永久固定，得到最終的貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)濾波器。
實(shí)施例2上述所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路40可以由超導(dǎo)材料襯底47預(yù)制的電路單元外圍蒸鍍超導(dǎo)材料層48制作而成。
上述所說(shuō)的貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器的生產(chǎn)方法，其采用的生產(chǎn)工藝步驟(2)也可以為在超導(dǎo)材料襯底47上切割出各電路單元，然后在其外圍蒸鍍超導(dǎo)材料層48制造出貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路的各個(gè)單元46。
權(quán)利要求
1.一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器，其特征在于它的工作片是由上介電片、下介電片以及貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路三部分共同層疊組合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器，其特征在于所說(shuō)的濾波器中之上介電片、下介電片為單面鍍有超導(dǎo)材料和金的介電陶瓷材料片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器，其特征在于所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路由輸入微帶單元、輸出微帶單元和多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元共同組合排列而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器，其特征在于所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路之輸入微帶單元、輸出微帶單元根據(jù)需要可以設(shè)計(jì)成直接激勵(lì)模式結(jié)構(gòu)，也可以設(shè)計(jì)成耦合激勵(lì)模式結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器，其特征在于所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路之多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成矩形帶狀諧振器、發(fā)夾式諧振器以及緊湊發(fā)夾型諧振器結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器，其特征在于所說(shuō)的濾波器中之貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路可以由鍍有雙面高溫超導(dǎo)材料的雙面高溫超導(dǎo)薄膜帶切割制作而成，也可以由超導(dǎo)材料襯底預(yù)制的電路單元外圍蒸鍍超導(dǎo)材料層制作而成。
7.一種上述所說(shuō)的貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器的生產(chǎn)方法，其特征在于采用如下生產(chǎn)工藝步驟(1)采用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝技術(shù)，在介電陶瓷材料片上鍍單面的高溫超導(dǎo)材料和金，并按所需尺寸切割成濾波器的上下介電片；(2)在雙面高溫超導(dǎo)薄膜帶上制造切割出輸入微帶單元、輸出微帶單元和多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的諧振器單元；也可以在超導(dǎo)材料襯底上切割出各電路單元，然后在其外圍蒸鍍超導(dǎo)材料層制造出貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路的各個(gè)單元；(3)將上下介電片分別依鍍金層焊接于濾波器的封裝屏蔽裝置上下片上；(4)將輸入微帶單元、輸出微帶單元平行粘接于下介電片的介電層上，固定焊接濾波器的輸入輸出接頭，并將所需個(gè)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元平行放置于下介電片的介電層上；(5)將焊接于濾波器封裝屏蔽裝置上片的上介電片依介電層疊放于濾波器超導(dǎo)電路上，并將濾波器的封裝屏蔽裝置上片和下片固定在一起；(6)配合即時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，調(diào)整每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元的位置，直至得到符合要求的濾波器頻率響應(yīng)特性；(7)最后將每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)諧振器單元永久固定，得到最終的貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)濾波器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微帶濾波器結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方法，該濾波器工作片是由上介電片、下介電片以及貼片式雙面高溫超導(dǎo)電路三部分共同層疊組合而成。其生產(chǎn)方法為用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體技術(shù)，制造出各電路組成單元，配合即時(shí)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，組合調(diào)整各單元位置，得到符合技術(shù)要求的濾波器。本發(fā)明的優(yōu)越性在于貼片式高溫超導(dǎo)電路層疊結(jié)構(gòu)微帶濾波器可以提高濾波器的功率負(fù)載能力；可以提高濾波器的有效介電常數(shù)，更易于實(shí)現(xiàn)小型化，靈活的調(diào)測(cè)方式可以提高產(chǎn)品成品率。
文檔編號(hào)H01P1/20GK1612407SQ20031010672
公開(kāi)日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者季來(lái)運(yùn), 陳勤文 申請(qǐng)人:海泰超導(dǎo)通訊科技(天津)有限公司