一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種由帶狀線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的高頻低通濾波器，包括介質(zhì)基板、輸入端、輸出端，其特征在于，還包括設(shè)置于長方體介質(zhì)基板中的輸入電感、輸出電感，以及位于同平一面的第一級帶狀線、第二級帶狀線、第三級帶狀線，每一級帶狀線之間通過一級環(huán)帶狀線連接，第三級帶狀線與輸出電感之間通過一級環(huán)帶狀線連接。本發(fā)明提供的新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)簡單、成品率高、批量一致性好、造價低、溫度性能穩(wěn)定的新結(jié)構(gòu)低通濾波器。
【專利說明】
一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器一、

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種濾波器，特別是一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器。

二、【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著移動通信、衛(wèi)星通信及國防電子系統(tǒng)的微型化的迅速發(fā)展，高性能、低成本和小型化已經(jīng)成為目前微波/射頻領(lǐng)域的發(fā)展方向，對微波濾波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。在一些國防尖端設(shè)備中，現(xiàn)在的使用頻段已經(jīng)相當(dāng)擁擠，通常低通濾波器的頻段都比較低，所以微高頻段低通濾波器已經(jīng)成為該波段接收和發(fā)射支路中的關(guān)鍵電子部件。而現(xiàn)有的濾波器并不適合在高頻波段使用，主要的制約因素在于帶寬較小、損耗較大。
[0003]低溫共燒陶瓷是一種電子封裝技術(shù)，采用多層陶瓷技術(shù)，能夠?qū)o源元件內(nèi)置于介質(zhì)基板內(nèi)部，同時也可以將有源元件貼裝于基板表面制成無源/有源集成的功能模塊。LTCC技術(shù)在成本、集成封裝、布線線寬和線間距、低阻抗金屬化、設(shè)計多樣性和靈活性及高頻性能等方面都顯現(xiàn)出眾多優(yōu)點，已成為無源集成的主流技術(shù)。其具有高Q值，便于內(nèi)嵌無源器件，散熱性好，可靠性高，耐高溫，沖震等優(yōu)點，利用LTCC技術(shù)，可以很好的加工出尺寸小，精度高，緊密型好，損耗小的微波器件。由于LTCC技術(shù)具有三維立體集成優(yōu)勢，在微波頻段被廣泛用來制造各種微波無源元件，實現(xiàn)無源元件的高度集成。基于LTCC工藝的疊層技術(shù)，可以實現(xiàn)三維集成，從而使各種微型微波濾波器具有尺寸小、重量輕、性能優(yōu)、可靠性高、批量生產(chǎn)性能一致性好及低成本等諸多優(yōu)點，利用其三維集成結(jié)構(gòu)特點，可以實現(xiàn)由帶狀線實現(xiàn)的新型結(jié)構(gòu)微波毫米波帶通濾波器。

三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種由帶狀線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)簡單、成品率高、批量一致性好、造價低、溫度性能穩(wěn)定的新結(jié)構(gòu)低通濾波器。
[0005]一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器，包括介質(zhì)基板、輸入端、輸出端，其特征在于，還包括設(shè)置于長方體介質(zhì)基板中的輸入電感、輸出電感，以及位于同一平面的第一級帶狀線、第二級帶狀線、第三級環(huán)帶狀線:輸入端口的一端通過第一金屬柱與輸入電感一端連接，輸入電感另一端與第一級帶狀線一端連接，第一級帶狀線另一端通過第一耦合帶狀線與第二級帶狀線一端連接，第二級帶狀線另一端通過第二耦合帶狀線與第三級環(huán)帶狀線一端連接，第三級環(huán)帶狀線另一端通過第三級環(huán)帶狀線與輸出電感一端連接，輸出電感另一端通過第二金屬柱與輸出端連接。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:(1)使用三級帶狀線，提高了帶內(nèi)的平坦度，使得通帶內(nèi)插損低，同時提高了濾波器的截止頻率；(2)本發(fā)明主要使用了三級帶狀線和三級環(huán)帶狀線，結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)生產(chǎn)成本的降低；(3)利用LTCC技術(shù)，使得元器件性能的穩(wěn)定性提高，并且體積和質(zhì)量均有顯著減小，便于安裝生產(chǎn)。
[0007]下面結(jié)合附圖，具體描述本發(fā)明提供的一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器。四、

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本發(fā)明輸出端的幅頻特性曲線；
[0010]圖3是本發(fā)明輸入輸出端口的駐波特性曲線。

五、【具體實施方式】
[0011]結(jié)合圖1，一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器，包括介質(zhì)基板1、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗的輸入端P1、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗的輸出端P2，其特征在于，還包括設(shè)置于長方體介質(zhì)基板中的輸入電感Lin、輸出電感Lrat,以及位于同一平面的第一級帶狀線Tl、第二級帶狀線T2、第三級帶狀線T3:
[0012]介質(zhì)基板I呈長方體，其外表面為接地端，所述介質(zhì)基板I上表面以一條短邊中點為起點向另一條短邊延伸方向設(shè)置輸入端開口 1-ι，輸入端Pl設(shè)置于輸入端開口 1-ι中；介質(zhì)基板I的上表面以另一條短邊中點為起點向相對的短邊延伸方向設(shè)置輸出端開口1-2，輸出端P2設(shè)置于輸出端開口 1-2中。
[0013]輸入端口 Pl的一端通過第一金屬柱2-1與輸入電感Lin —端連接,輸入電感Lin另一端與第一級帶狀線Tl 一端連接，第一級帶狀線Tl另一端通過第一耦合帶狀線Ul與第二級帶狀線T2 —端連接，第二級帶狀線T2另一端通過第二耦合帶狀線U2與第三級環(huán)帶狀線T3 一端連接，第三級帶狀線T3另一端通過第三級環(huán)帶狀線U3與輸出電感Lwt —端連接，輸出電感Ltjut另一端通過第二金屬柱2-2與輸出端P2連接。
[0014]第一級帶狀線Tl的長度和寬度的調(diào)節(jié)主要影響截止頻率，較小的尺寸能提高截止頻率。第二級帶狀線T2、第二級帶狀線T3的長度和寬度主要影響通帶內(nèi)的平坦度。帶狀線T1、T2、T3的具體參數(shù)要根據(jù)實際情況進行微調(diào)。
[0015]本發(fā)明的工作原理在于:信號從輸入端口 Pl 口傳入，經(jīng)過金屬柱到達輸入電感Lin，信號能量分別經(jīng)過第一級帶狀線Tl、第一耦合帶狀線U1、第二級帶狀線Τ2、第二耦合帶狀線U2、第三級帶狀線Τ3、第三耦合帶狀線U3，最后達到輸出電感，通過金屬柱傳遞至Ρ2輸出。此過程中伴隨著信號能量的損耗。如圖2中，輸入端口 Pl回波損耗比較好，均優(yōu)于20dB，說明在輸入端口的損耗小。信號到達輸出端口后，能有效抑制25GHz以上的頻率。圖3中，輸入輸出端口駐波比優(yōu)于1.25，體現(xiàn)該結(jié)構(gòu)的濾波器能夠在輸入和輸出接口達到能量的良好傳輸。
[0016]輸入端口 P1、輸入電感Lin、第一級帶狀線Tl、第一耦合帶狀線U1、第二級帶狀線T2、第二耦合帶狀線U2、第三級帶狀線T3、第三耦合帶狀線U3、輸出電感連接金屬柱、輸出端口 P2和接地端均采用多層低溫共燒陶瓷工藝實現(xiàn)。由于是采用多層低溫共燒陶瓷工藝實現(xiàn)，其低溫共燒陶瓷材料和金屬圖形在大約900°C溫度下燒結(jié)而成，所以具有非常高的可靠性和溫度穩(wěn)定性，由于結(jié)構(gòu)采用三維立體集成和多層折疊結(jié)構(gòu)以及外表面金屬屏蔽實現(xiàn)接地和封裝，從而使體積大幅減小。
[0017]本發(fā)明一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器的尺寸僅為
6.5mmX 3.5mmX 0.5mm，其性能可從圖2、圖3看出，截止頻率為12GHz，截止頻率處插入損耗為0.27dB，輸入端口回波損耗均優(yōu)于20dB，阻帶抑制優(yōu)于35dB，輸入輸出端口駐波比優(yōu)于1.25。
【權(quán)利要求】
1.一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器，包括介質(zhì)基板(I)、輸入端(P1)、輸出端(P2)，其特征在于，還包括設(shè)置于長方體介質(zhì)基板中的輸入電感(Lin)、輸出電感(Lrat)，以及位于同一平面的第一級帶狀線(Tl)、第二級帶狀線(T2)、第三環(huán)帶狀線(T3): 輸入端口(Pl)的一端通過第一金屬柱(2-1)與輸入電感(Lin) —端連接,輸入電感(Lin)另一端與第一級帶狀線(Tl) 一端連接，第一級帶狀線(Tl)另一端通過第一耦合帶狀線(Ul)與第二級帶狀線(T2) —端連接，第二級帶狀線(T2)另一端通過第二耦合帶狀線(U2)與第三級環(huán)帶狀線(T3) —端連接，第三級環(huán)帶狀線(T3)另一端通過第三級環(huán)帶狀線(U3)與輸出電感(Lrat) —端連接，輸出電感(Lwt)另一端通過第二金屬柱(2-2)與輸出端(P2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器，其特征在于，介質(zhì)基板(I)呈長方體，其外表面為接地端，所述介質(zhì)基板(I)上表面以一條短邊中點為起點向另一條短邊延伸方向設(shè)置輸入端開口(1-1)，輸入端(Pl)設(shè)置于輸入端開口(1-1)中；介質(zhì)基板(I)的上表面以另一條短邊中點為起點向相對的短邊延伸方向設(shè)置輸出端開口(1-2)，輸出端(P2)設(shè)置于輸出端開口(1-2)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器，其特征在于，輸入端(PD、輸出端(P2)均為共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗的端口。
4.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的新型帶狀線結(jié)構(gòu)的高頻低通濾波器，其特征在于，輸入端口(PD、輸入電感(Lin)、第一級帶狀線(Tl)、第一耦合帶狀線(U1)、第二級帶狀線(T2)、第二耦合帶狀線(U2)、第三級環(huán)帶狀線(T3)、第三耦合帶狀線(U3)、輸出電感(Lout)、連接金屬柱、輸出端口(P2)和接地端均采用多層低溫共燒陶瓷工藝實現(xiàn)。
【文檔編號】H01P1/203GK104201451SQ201410441524
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】許心影, 周衍芳, 陳龍, 顧家, 戴永勝 申請人:南京理工大學(xué)