一種基于ltcc的s波段自負(fù)載四路正交濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濾波器組技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于LTCC的S波段自負(fù)載四路正交濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信及國(guó)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(duì)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(guó)防尖端設(shè)備中，現(xiàn)在的使用頻段已經(jīng)相當(dāng)擁擠，所以衛(wèi)星通信等尖端設(shè)備向著毫米波波段發(fā)展，所以微波毫米波波段濾波器已經(jīng)成為該波段接收和發(fā)射支路中的關(guān)鍵電子部件，描述這種部件性能的主要指標(biāo)有:通帶工作頻率范圍、阻帶頻率范圍、通帶插入損耗、阻帶衰減、通帶輸入/輸出電壓駐波比、插入相移和時(shí)延頻率特性、溫度穩(wěn)定性、體積、重量、可靠性等。定向耦合器不僅具有功率分配的分路的功能，而且還有使得輸出兩路信號(hào)相位正交的功能，本發(fā)明中的定向耦合器具有功率損耗低，頻帶寬，回波損耗小，隔離度高等優(yōu)點(diǎn)。功分器一直是各種微波集成電路中的重要組成部件，功分器可以進(jìn)行一路輸入信號(hào)的功率進(jìn)行任意比例的分配，同時(shí)可以解決信號(hào)分路的匹配問(wèn)題，廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中。
[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(wú)源元件內(nèi)置于介質(zhì)基板內(nèi)部，同時(shí)也可以將有源元件貼裝于基板表面制成無(wú)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(jì)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(diǎn)，已成為無(wú)源集成的主流技術(shù)。其具有高Q值，便于內(nèi)嵌無(wú)源器件，散熱性好，可靠性高，耐高溫，沖震等優(yōu)點(diǎn)，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(shì)，在微波頻段被廣泛用來(lái)制造各種微波無(wú)源元件，實(shí)現(xiàn)無(wú)源元件的高度集成?；贚TCC工藝的疊層技術(shù)，可以實(shí)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(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于LTCC的S波段自負(fù)載四路正交濾波器，其頻率選擇性好、過(guò)渡帶陡峭、帶外抑制好、回波損耗小，耦合器分路并且提供相位正交、幅度一致兩路信號(hào)功能，具有功分器插入損耗小、隔離度高、相位一致性好等優(yōu)點(diǎn)，其體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、使用方便、適用范圍廣、成品率高、批量一致性好、造價(jià)低、性能穩(wěn)定。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于LTCC的S波段自負(fù)載四路正交濾波器，包括功分器、第一自負(fù)載定向耦合器、第二自負(fù)載定向耦合器、第一濾波器、第二濾波器、第三濾波器、第四濾波器。
[0006]進(jìn)一步，S波段等分功分器包括第一輸入端口、第一輸入引線、第一接地端、第二接地端、第一屏蔽層、第二屏蔽層、50歐姆第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線、50歐姆第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線、第一輸出引線、第二輸出引線、電阻、第一輸出端口和第二輸出端口 ；其中，第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線和第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線位置對(duì)稱；第一接地端與第二接地端、第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線與第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線、第一輸出引線與第二輸出引線2均分別關(guān)于信號(hào)輸入的軸向平面對(duì)稱；第一屏蔽層與第二屏蔽層關(guān)于第一輸入引線所在平面對(duì)稱；第一輸入引線、第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線、第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線、第一輸出引線、第二輸出引線以及電阻在同一個(gè)平面上，第一屏蔽層和第二屏蔽層分別位于該平面的上方和下方；第一屏蔽層和第二屏蔽層在輸入引線垂直的方向上同時(shí)與第一接地端和第二接地端相連；第一輸入引線的一端連接第一輸入端口，另一端分兩路，分別連接第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線和第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線；第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線和第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線在另一端分別接第一輸出引線和第二輸出引線的同時(shí)跨接電阻；第一輸出引線和第二輸出引線的另一端分別連接第一輸出端口和第二輸出端口。
[0007]進(jìn)一步，第一自負(fù)載定向親合器和第二自負(fù)載定向親合器的結(jié)構(gòu)相同，均包括:第一端子、第二端子、第三端子、第四端子、第一引線、第二引線、第三引線、第四引線、第一平行耦合線和第二平行耦合線以及負(fù)載電阻；其中，第一端子和第二端子、第三端子和第四端子分別處在對(duì)角線的位置上；第一引線和第二引線與第一平行耦合線的在同一平面上；第一端子、第一引線、第一平行耦合線、第二引線以及第二端子依次相連；第三引線和第四引線與第二平行耦合線的在同一平面上；第三端子、第三引線、第二平行耦合線、第四引線以及第四端子依次相連；負(fù)載電阻與第四端子相連。
[0008]進(jìn)一步，第一濾波器、第二濾波器、第三濾波器、第四濾波器的結(jié)構(gòu)相同，均包括第二輸入端口、第二輸入引線、第一級(jí)并聯(lián)諧振單元、第二級(jí)并聯(lián)諧振單元、第三級(jí)并聯(lián)諧振單元、第四級(jí)并聯(lián)諧振單元、第五級(jí)并聯(lián)諧振單元、第六級(jí)并聯(lián)諧振單元、第三輸出引線、第三輸出端口、第一 U形級(jí)間耦合單元、第二 U形級(jí)間耦合單元、Z形級(jí)間耦合單元、第三屏蔽層、第四屏蔽層、第三接地端以及第四接地端；其中，每級(jí)諧振單元由平行放置的兩層傳輸線構(gòu)成，第二輸入引線與每級(jí)并聯(lián)諧振單元的第一層傳輸線以及第三輸出引線在同一平面上；每級(jí)并聯(lián)諧振單元的第一層傳輸線的一端均與第四接地端相連，另一端均開路?’每級(jí)并聯(lián)諧振單元的第二層傳輸線在同一平面上，且一端均與第三接地端相連，另一端均開路；第二輸入引線的一端與第一級(jí)并聯(lián)諧振單元的第一層傳輸線的中部相連，另一端連接第二輸入端口 ；第三輸出引線的一端與第六級(jí)并聯(lián)諧振單元的第一層傳輸線的中部相連，另一端與第三輸出端口相連；第一 U形級(jí)間耦合單元和第二 U形級(jí)間耦合單元在同一平面上，且位于六個(gè)諧振單元的上方、第四屏蔽層的下方，Z形耦合單元位于六個(gè)諧振單元的下方、第三屏蔽層的上方，且Z形耦合單元的兩端分別與第三接地端和第四接地端相連；功分器的第一輸出端口、第二輸出端口分別連接第一自負(fù)載定向親合器和第二自負(fù)載定向親合器的第一端子，第一自負(fù)載定向親合器和第二自負(fù)載定向親合器的第二端子、第三端子連接濾波器的第二輸入端口。
[0009]進(jìn)一步，功分器中的第一輸入端口、第一輸入引線、第一接地端、第二接地端、第一屏蔽層、第二屏蔽層、第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線、第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線、第一輸出引線、第二輸出引線、電阻、第一輸出端口、第二輸出端口，以及兩個(gè)定向耦合器中的第一端子、第二端子、第三端子、第四端子、第一引線、第二引線、第三引線、第四引線、第一平行耦合線和第二平行耦合線，以四個(gè)濾波器中的第二輸入端口、第二輸入引線、第一級(jí)并聯(lián)諧振單元、第二級(jí)并聯(lián)諧振單元、第三級(jí)并聯(lián)諧振單元、第四級(jí)并聯(lián)諧振單元、第五級(jí)并聯(lián)諧振單元、第六級(jí)并聯(lián)諧振單元、第二輸出引線電感、第三輸出端口、第一 U形級(jí)間耦合單元、第二 U形級(jí)間耦合單元、Z形級(jí)間耦合單元、第三屏蔽層、第四屏蔽層、第三接地端、第四接地端，均采用多層低溫共燒陶瓷工藝實(shí)現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:(I)實(shí)現(xiàn)了濾波器頻率選擇性好、通帶響應(yīng)平坦、過(guò)渡帶陡峭、帶外抑制好、回波損耗小、插入損耗小的優(yōu)點(diǎn)；(2)實(shí)現(xiàn)了定向耦合器信號(hào)分路且兩路信號(hào)幅度一致、相位正交、插損小等優(yōu)點(diǎn)；(3)實(shí)現(xiàn)了功分器功率等分、插入損耗小、隔離度高、相位一致性好的優(yōu)點(diǎn)；(4)由于使用自負(fù)載，可以避免工程應(yīng)用過(guò)程中使用自負(fù)載，可以實(shí)現(xiàn)幾乎理想并且穩(wěn)定的性能；(5)本發(fā)明體積小、重量輕、電性能優(yōu)異且成本低，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明基于LTCC的S波段自負(fù)載四路正交濾波器的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明中功分器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明中定向耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是本發(fā)明中濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖5是本發(fā)明在仿真實(shí)驗(yàn)中的四路輸出的幅頻特性曲線圖。
[0016]圖6是本發(fā)明在仿真實(shí)驗(yàn)中的兩路正交輸出端口信號(hào)間的相位差曲線圖。
[0017]圖7是本發(fā)明在仿真實(shí)驗(yàn)中的兩路同相輸出端口信號(hào)間的相位差曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]容易理解，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神的情況下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以想象出本發(fā)明基于LTCC的S波段自負(fù)載四路正交濾波器的多種實(shí)施方式。因此，以下【具體實(shí)施方式】和附圖僅是對(duì)本