基于ltcc的超小型高性能低通濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于LTCC的超小型高性能低通濾波器，包括外部表貼的50歐姆輸入/輸出接口、兩個接地端口、兩個空端口以及內(nèi)部集成的多層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的三個并聯(lián)諧振單元和三個接地電容，上述結(jié)構(gòu)均采用LTCC工藝實現(xiàn)。本發(fā)明的濾波器具有過渡帶陡峭、插損小、駐波好、重量輕、體積小、可靠性高、電性能好、溫度穩(wěn)定性好、電性能批量一致性好、成本低、可大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，適用于相應(yīng)微波頻段的通信以及對體積、電性能、溫度穩(wěn)定性和可靠性有苛刻要求的場合和相應(yīng)的系統(tǒng)中。
【專利說明】
基于LTCC的超小型高性能低通濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種濾波器，特別是一種基于LTCC的超小型高性能低通濾波器。
【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，所以對于濾波器的性能提出了更高的要求特別是過渡帶的陡峭性以及尺寸方面的要求。
[0003]LTCC工藝具有元件集成度高的特點，特別是在要求小型化的射頻電路系統(tǒng)中，器件尺寸成為一個器件評估的重要指標(biāo)，本例中克服了在極小尺寸下實現(xiàn)高性能的難點，實現(xiàn)了高性能、小型化、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的新型超小型高性能低通通濾波器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于LTCC的集總結(jié)構(gòu)的新型類似BGA封裝的體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、成品率高、批量一致性好、造價低、溫度性能穩(wěn)定的低通濾波器。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種基于LTCC的超小型高性能低通濾波器，其整體外形為一個長方體，其中包括表貼的50歐姆阻抗輸入端口 IN、輸出端口0UT、第一接地端GND1、第二接地端GND2、第一空端口 NC1、第二空端口 NC2、第一屏蔽層SD1、第二屏蔽層SD2、屏蔽層連接柱VIA0、接地端連接柱第一通孔VIAl、第二通孔VIA2、內(nèi)部集成的多層結(jié)構(gòu)的電感電容第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4以及連接這些電感電容的圓柱通孔第三通孔VIA3、第四通孔VIA4、第五通孔VIA5、第六通孔VIA6、第七通孔VIA7、第八通孔VIA8、第九通孔VIA9、第十通孔VIAlO、第^^一通孔VIAl 1、第十二通孔VIAl2 ο各個端口輸入端口 IN、輸出端口 OUT、第一接地端GND1、第二接地端GND2、第一空端口NCl、第二空端口NC2均在同一平面上，且在濾波器的表面，第一屏蔽層SDl和第二屏蔽層SD2所在平面與各個端口所在平面平行且關(guān)于濾波器的中心平面上下對稱，且第一屏蔽層SDl通過第一通孔VIAl和第二通孔VIA2分別與第一接地端GNDl和第二接地端GND2連接，在兩個屏蔽層之間的空間集成了三級并聯(lián)諧振單元和三個接地電容C4、C5、C6以及電感電容之間的連接通孔，第一級諧振單元由L1、C1構(gòu)成，第二級諧振單元由L2、C2構(gòu)成，第三級諧振單元由L3、C3構(gòu)成，第三通孔VIA3兩端分別連接輸入端口 IN和第四電容C4，第四通孔VIA4兩端分別連接第四電容C4和第一電感LI，第五通孔VIA5兩端分別連接第一電感LI和第一電容Cl，第六通孔VIA6兩端分別連接第一電容Cl和第五電容C5，第七通孔VIA7和第八通孔VIA8兩端分別連接第二電感L2和第二電容C2，第九通孔VIA9兩端分別連接第二電感L2和第六電容C6，第十通孔VIAlO和第^^一通孔VIAl I兩端分別連接第三電感L3和第三電容C3，第十二通孔VIA12兩端分別連接輸出端口 OUT和第三電感L3。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用LTCC工藝實現(xiàn)，帶來的顯著優(yōu)點有:(1)帶內(nèi)平坦、通帶內(nèi)插損低；(2)濾波器過渡帶陡峭；(3)體積小、重量輕、可靠性高；(4)電性能優(yōu)異，阻帶抑制高；(5)使用安裝方便，易于系統(tǒng)中與其他系統(tǒng)集成。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明基于LTCC的超小型高性能低通濾波器的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明基于LTCC的超小型高性能低通濾波器輸出端口的傳輸參數(shù)和輸入端口的反射參數(shù)的特性曲線。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0010]結(jié)合圖1，本發(fā)明基于LTCC的超小型高性能低通濾波器，該濾波器其整體外形為一個長方體結(jié)構(gòu)，其中包括表貼的50歐姆阻抗輸入端口 IN、輸出端口 OUT、第一接地端GND1、第二接地端GND2、第一空端口 NCl、第二空端口 NC2、第一屏蔽層SDl、第二屏蔽層SD2、屏蔽層連接柱VIA0、接地端連接柱第一通孔VIAl、第二通孔VIA2、內(nèi)部集成的多層結(jié)構(gòu)的電感電容第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4以及連接這些電感電容的圓柱通孔第三通孔VIA3、第四通孔VIA4、第五通孔VIA5、第六通孔VIA6、第七通孔VIA7、第八通孔VIA8、第九通孔VIA9、第十通孔VIAlO、第^^一通孔VIAl 1、第十二通孔VIAl2 ο各個端口輸入端口 IN、輸出端口 OUT、第一接地端GNDl、第二接地端GND2、第一空端口 NCl、第二空端口 NC2均在同一平面上，且在濾波器的表面，第一屏蔽層SDl和第二屏蔽層SD2所在平面與各個端口所在平面平行且關(guān)于濾波器的中心平面上下對稱，且第一屏蔽層SDl通過第一通孔VIAl和第二通孔VIA2分別與第一接地端GNDl和第二接地端GND2連接，在兩個屏蔽層之間的空間集成了三級并聯(lián)諧振單元和三個接地電容C4、C5、C6以及電感電容之間的連接通孔，第一級諧振單元由L1、C1構(gòu)成，第二級諧振單元由L2、C2構(gòu)成，第三級諧振單元由L3、C3構(gòu)成，第三通孔VIA3兩端分別連接輸入端口 IN和第四電容C4，第四通孔VIA4兩端分別連接第四電容C4和第一電感LI，第五通孔VIA5兩端分別連接第一電感LI和第一電容Cl，第六通孔VIA6兩端分別連接第一電容Cl和第五電容C5，第七通孔VIA7和第八通孔VIA8兩端分別連接第二電感L2和第二電容C2，第九通孔VIA9兩端分別連接第二電感L2和第六電容C6，第十通孔VIAlO和第^^一通孔VIAl I兩端分別連接第三電感L3和第三電容C3，第十二通孔VIA12兩端分別連接輸出端口 OUT和第三電感L3。
[0011]本發(fā)明基于LTCC的超小型高性能低通濾波器在具有極好過渡帶陡峭性，極低插損等濾波器性能的同時，具有尺寸極小的特點，尺寸僅為1.6mm X 0.8mm X 0.5mm。
[0012]為了充分反映本發(fā)明中濾波器的性能，采用了Ansoft公司的HFSS仿真軟件進行建模、仿真，得到的輸出端口的傳輸參數(shù)和輸入端口的反射參數(shù)曲線如圖2所示，橫坐標(biāo)為掃描頻率，縱坐標(biāo)為分S21和Sll的分貝數(shù)，由ml可以看到該低通濾波器的通帶范圍(DC—2.025GHz)內(nèi)，插入損耗最大才不到1.37dB，由m2、m3可以看到通帶外2.4GHz處抑制度已經(jīng)達到20dB以上，而且?guī)飧叨艘种贫群芨撸?GHz處達到-26dB以下，由m4可以看到通帶內(nèi)輸入端口回波損耗均優(yōu)于_17dB，反映出了優(yōu)異的濾波器性能。
【主權(quán)項】
1.一種基于LTCC的超小型高性能低通濾波器，其特征在于:包括表貼的50歐姆阻抗輸入端口(IN)、輸出端口(OUT)、第一接地端(GNDl)、第二接地端(GND2)、第一空端口(NCl)、第二空端口(NC2)、第一屏蔽層(SDl)、第二屏蔽層(SD2)、屏蔽層連接柱(VIAO)、接地端連接柱(第一通孔(VIA1)、第二通孔(VIA2))、內(nèi)部集成的多層結(jié)構(gòu)的電感電容第一電感(LI)、第二電感(L2)、第三電感(L3)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第四電容(C4)，以及連接這些電感電容的圓柱通孔第三通孔(VIA3)、第四通孔(VIA4)、第五通孔(VIA5)、第六通孔(VIA6)、第七通孔(VIA7)、第八通孔(VIA8)、第九通孔(VIA9)、第十通孔(VIA10)、第十一通孔(VIAll)、第十二通孔(VIA12);輸入端口(IN)、輸出端口(0UT)、第一接地端(GNDl)、第二接地端(GND2)、第一空端口(NC1)、第二空端口(NC2)均在同一平面上，且在濾波器的表面，第一屏蔽層(SDl)和第二屏蔽層(SD2)所在平面與各個端口所在平面平行且關(guān)于濾波器的中心平面上下對稱，且第一屏蔽層(SDl)通過第一通孔(VIAl)和第二通孔(VIA2)分別與第一接地端(GNDl)和第二接地端(GND2)連接，在兩個屏蔽層之間的空間集成了三級并聯(lián)諧振單元和三個接地電容(C4、C5、C6)以及電感電容之間的連接通孔，第一級諧振單元由L1、Cl構(gòu)成，第二級諧振單元由L2、C2構(gòu)成，第三級諧振單元由L3、C3構(gòu)成，第三通孔(VIA3)兩端分別連接輸入端口(IN)和第四電容(C4)，第四通孔(VIA4)兩端分別連接第四電容(C4)和第一電感(LI)，第五通孔(VIA5)兩端分別連接第一電感(LI)和第一電容(Cl)，第六通孔(VIA6)兩端分別連接第一電容(Cl)和第五電容(C5)，第七通孔(VIA7)和第八通孔(VIA8)兩端分別連接第二電感(L2)和第二電容(C2)，第九通孔(VIA9)兩端分別連接第二電感(L2)和第六電容(C6)，第十通孔(VIAlO)和第^^一通孔(VIAll)兩端分別連接第三電感(L3)和第三電容(C3)，第十二通孔(VIA12)兩端分別連接輸出端口(OUT)和第三電感(L3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LTCC的超小型高性能低通濾波器，其特征在于:輸入端口(IN)、輸出端口(0UT)、第一接地端(GND1)、第二接地端(GND2)、第一空端口(NC1)、第二空端口(NC2)、第一屏蔽層(SD1)、第二屏蔽層(SD2)、屏蔽層連接柱(VIA0)、接地端連接柱(第一通孔(VIA1)、第二通孔(VIA2))、內(nèi)部集成的多層結(jié)構(gòu)的電感電容第一電感(LI)、第二電感(L2)、第三電感(L3)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第四電容(C4)以及連接這些電感電容的圓柱通孔第三通孔(VIA3)、第四通孔(VIA4)、第五通孔(VIA5)、第六通孔(VIA6)、第七通孔(VIA7)、第八通孔(VIA8)、第九通孔(VIA9)、第十通孔(VIA10)、第^^一通孔(VIA11)、第十二通孔(VIA12)均采用低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝實現(xiàn)。
【文檔編號】H01P1/20GK106025455SQ201610383923
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】王鑫, 李博文, 戴永勝
【申請人】南京理工大學(xué)