多層寬帶帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種應(yīng)用于通信領(lǐng)域的多層寬帶帶通濾波器包括依次排列的第一金屬地層、第一主線路層、第二主線路層、第二金屬地層、輸入/輸出電極和接地線，其中，第一主線路層包括介質(zhì)基片和對稱分布于介質(zhì)基片上表面的兩條輸入/輸出饋線、兩條耦合傳輸線，第二主線路層包括介質(zhì)基片和位于介質(zhì)基片上表面的由三條傳輸線固定連接而成的T型諧振結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過T型諧振結(jié)構(gòu)與耦合傳輸線和輸入/輸出饋線間的層間耦合形成寬帶帶通濾波器，且由于主線路層間信號傳播的多路徑效應(yīng)可以在濾波器通帶附近產(chǎn)生4個傳輸零點(diǎn)，該濾波器具有較高的頻率選擇性和帶外抑制性，同時，該多層寬帶帶通濾波器采用多層結(jié)構(gòu)，空間利用率高，體積小巧。
【專利說明】多層寬帶帶通濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高頻率選擇、高帶外抑制的多層寬帶帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著下一代高數(shù)據(jù)率無線通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，對高性能、小型化的寬帶微波帶通濾波器提出更高的要求。實現(xiàn)寬帶帶通濾波器的方法有很多種，目前比較常見的方式有:(I)采用低通濾波器和高通濾波器串聯(lián)結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)可以獲得寬帶帶通濾波器，但其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大；(2)采用多模結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)對各物理尺寸變化敏感、設(shè)計及加工工藝難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊且具有高頻率選擇、高帶外抑制等特點(diǎn)的多層寬帶帶通濾波器。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種多層寬帶帶通濾波器，包括從上到下依次排列的第一金屬地層、第一主線路層、第二主線路層、第二金屬地層、貫穿并對稱分布于第一金屬地層、第一主線路層、第二主線路層和第二金屬地層側(cè)面的兩個輸入/輸出電極和貫穿并位于第一金屬地層、第一主線路層、第二主線路層和第二金屬層的未設(shè)置輸入/輸出電極的側(cè)面的一個接地線，第一主線路層包括介質(zhì)基片和對稱分布于介質(zhì)基片上表面的兩條輸入/輸出饋線、兩條耦合傳輸線，兩條輸入/輸出饋線的一端分別與輸入/輸出電極相連，兩條輸入/輸出饋線的另一端則分別與兩條耦合傳輸線的一端相連，兩條耦合傳輸線的另一端同時與接地線相連；第二主線路層包括介質(zhì)基片和位于介質(zhì)基片上表面的由三條傳輸線固定連接而成的T型諧振結(jié)構(gòu)，T型諧振結(jié)構(gòu)中與共線的兩條傳輸線垂直的傳輸線的另一端與接地線相連。
[0006]進(jìn)一步地，所述輸入輸出饋線為四分之一波長結(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步地，所述耦合傳輸線為四分之一波長結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步地，所述T型諧振結(jié)構(gòu)為四分之一波長結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步地，所述多層寬帶帶通濾波器結(jié)構(gòu)可以通過LTCC、多層PCB工藝或者LCP工藝實現(xiàn)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的多層寬帶帶通濾波器的有益效果如下:
[0011]首先，本發(fā)明的多層寬帶帶通濾波器為帶狀線結(jié)構(gòu)，采用四分之一波長的T型諧振結(jié)構(gòu)與四分之一波長的耦合傳輸線和四分之一波長的輸入/輸出饋線間的層間耦合形成寬帶帶通濾波器，通帶中心頻率及帶寬均易于控制；
[0012]其次，本發(fā)明的多層寬帶帶通濾波器通過多路徑效應(yīng)在通帶附件產(chǎn)生4個傳輸零點(diǎn)，實現(xiàn)了濾波器的高頻率選擇和高帶外抑制等特性；
[0013]最后，本發(fā)明的多層寬帶帶通濾波器采用LTCC技術(shù)制備而成，整個濾波器電路空間利用率高，與傳統(tǒng)濾波器結(jié)構(gòu)相比，體積顯著減小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的多層寬帶帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的多層寬帶帶通濾波器第一主線路層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的多層寬帶帶通濾波器第二主線路層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明的多層寬帶帶通濾波器第一主線路層和第二主線路層上傳輸線的相對尺寸及相對位置示意圖；
[0018]圖5為實施例中的多層寬帶帶通濾波器的頻率響應(yīng)曲線。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]如圖1所示，本實施例中的多層寬帶帶通濾波器包括從上到下依次排列的第一金屬地層1、第一主線路層2、第二主線路層3、第二金屬地層4、貫穿并對稱分布于第一金屬地層1、第一主線路層2、第二主線路層3和第二金屬地層4的側(cè)面的兩個輸入/輸出電極5、5丨和貫穿并位于第一金屬地層1、第一主線路層2、第二主線路層3和第二金屬地層4的未設(shè)置輸入/輸出電極的側(cè)面的一個接地線6。如圖2所示，第一主線路層2包括介質(zhì)基片21和對稱分布于介質(zhì)基片21上表面的兩條輸入/輸出饋線22和22丨、兩條耦合傳輸線23和23 ',輸入/輸出饋線22的一端與輸入輸出電極5相連,其另一端與I禹合傳輸線23的一端相連，稱合傳輸線23的另一端與接地線6相連，同樣的，輸入/輸出饋線22 '的一端與輸入/輸出電極5 '相連,其另一端與稱合傳輸線23 '的一端相連,稱合傳輸線23 '的另一端與接地線6相連；如圖3所示，第二主線路層3包括介質(zhì)基片31和位于介質(zhì)基片31上表面的由三條傳輸線32、33、34固定連接而成的T型諧振結(jié)構(gòu)，T型諧振結(jié)構(gòu)中與共線的兩條傳輸線32、33垂直的傳輸線34的另一端與接地線6相連，第一主線路層及第二主線路層上的各傳輸線的相對尺寸及其在線路層上放置的相對位置如圖4所示。
[0021]T型諧振結(jié)構(gòu)中共線的兩條傳輸線32、33與輸入/輸出饋線22和22 ^之間形成層間耦合、與共線的兩條傳輸線32、33垂直的傳輸線34則與兩條耦合傳輸線23和23 '形成層間耦合，從而形成了寬帶帶通濾波器，同時第一主線路層2和第二主線路層3間可形成信號傳播多路徑效應(yīng)，如路徑1:輸入饋線22 —耦合傳輸線23 —耦合傳輸線23丨—輸出饋線22 ’、路徑2:輸入22 —耦合傳輸線23 —傳輸線34 —耦合傳輸線23 ’ —輸出饋線22 ;、路徑3:輸入饋線22 —傳輸線32 —傳輸線33 —輸出饋線22 ;等，輸入信號通過該多路徑傳輸后在某頻率點(diǎn)幅度相同、相位相反疊加后形成傳輸零點(diǎn)，通過多路徑效應(yīng)可通帶附件產(chǎn)生4個傳輸零點(diǎn)，實現(xiàn)了濾波器的高頻率選擇和高帶外抑制等特性。
[0022]本實施例中采用的輸入/輸出饋線22和22丨為四分之一波長結(jié)構(gòu)，耦合傳輸線23,23丨為四分之一波長結(jié)構(gòu)；T型諧振結(jié)構(gòu)也為四分之一波長結(jié)構(gòu)，這主要是由電路結(jié)構(gòu)決定的，采用四分之一波長結(jié)構(gòu)可以有效的形成帶內(nèi)傳輸極點(diǎn)及帶外傳輸零點(diǎn)。
[0023]為了提高電路的空間利用率、使濾波器結(jié)構(gòu)緊湊并減小濾波器體積，本實施例中的多層寬帶帶通濾波器結(jié)構(gòu)可以通過LTCC工藝實現(xiàn)，也可以采用多層PCB工藝LCP等工藝實現(xiàn)。
[0024]本實施例中的多層寬帶帶通濾波器的頻率響應(yīng)曲線如圖5所示，其中，曲線S11是信號端口反射的特性曲線，曲線S21是信號的傳輸特性曲線。由圖可知，本實施例中的寬帶帶通濾波器的中心頻率是5.89GHz，其3dB帶寬為86.1%，插入損耗為0.4dB,回波損耗大于20.3dB,在通帶附近產(chǎn)生4個傳輸零點(diǎn)，分別是位于2.07GHz的Tz1U0.43GHz的Tz2,
13.1OGHz的1^3和14.82GHz的Tz4，可見，本實施例的濾波器結(jié)構(gòu)極大提高了濾波器的頻率選擇性和帶外抑制特性。
[0025]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組`合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多層寬帶帶通濾波器，包括從上到下依次排列的第一金屬地層、第一主線路層、第二主線路層、第二金屬地層、貫穿并對稱分布于第一金屬地層、第一主線路層、第二主線路層和第二金屬地層側(cè)面的兩個輸入/輸出電極和貫穿并位于第一金屬地層、第一主線路層、第二主線路層和第二金屬層的未設(shè)置輸入/輸出電極的側(cè)面的一個接地線，第一主線路層包括介質(zhì)基片和對稱分布于介質(zhì)基片上表面的兩條輸入/輸出饋線、兩條耦合傳輸線，兩條輸入/輸出饋線的一端分別與輸入/輸出電極相連，兩條輸入/輸出饋線的另一端則分別與兩條耦合傳輸線的一端相連，兩條耦合傳輸線的另一端同時與接地線相連；第二主線路層包括介質(zhì)基片和位于介質(zhì)基片上表面的由三條傳輸線固定連接而成的T型諧振結(jié)構(gòu)，T型諧振結(jié)構(gòu)中與共線的兩條傳輸線垂直的傳輸線的另一端與接地線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層寬帶帶通濾波器，其特征在于:所述輸入/輸出饋線為四分之一波長結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層寬帶帶通濾波器，其特征在于:所述耦合傳輸線為四分之一波長結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多層寬帶帶通濾波器，其特征在于:所述T型諧振結(jié)構(gòu)為四分之一波長結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層寬帶帶通濾波器，其特征在于:所述多層寬帶帶通濾波器結(jié)構(gòu)可以通過LTCC、多層PCB工藝或者LCP工藝實現(xiàn)。
【文檔編號】H01P1/203GK103490126SQ201310428869
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】尉旭波, 袁雙林, 樂國韜, 廖家軒, 徐自強(qiáng), 汪澎, 金龍, 田忠, 石玉 申請人:電子科技大學(xué)