一種微型l頻段疊層寬帶帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種微型L頻段疊層寬帶帶通濾波器，包括表面貼裝的輸入端口與輸出端口、第一地端口、第二地端口、輸入電感、輸出電感、由第一級諧振電路、第二級諧振電路和第三級諧振電路組成的三級諧振電路、第一接地板、第二接地板和U字形陷波電路。所述輸入端口通過第一垂直通孔與所述輸入電感相連。所述輸出端口通過第二垂直通孔與所述輸出電感相連。本實用新型具有體積小、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成品率高、頻率特性優(yōu)異、帶外抑制度高、加工一致性高等特點，可實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【專利說明】
一種微型L頻段疊層寬帶帶通濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及濾波器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微型L頻段疊層寬帶帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫共燒陶瓷(LTCC)技術(shù)采用三維疊層工藝，能夠?qū)o源元件埋置于陶瓷基板內(nèi)，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。三維結(jié)構(gòu)、分層設(shè)計、整體燒結(jié)，為器件提供一種穩(wěn)定可靠、小體積、高性能的電子封裝形式。相比于LC濾波器、腔體濾波器、介質(zhì)濾波器，LTCC濾波器具有體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、一致性高等特點。
[0003]以往疊層工藝的寬帶帶通濾波器設(shè)計常采用集總參數(shù)諧振電路，寬邊耦合結(jié)構(gòu)，相鄰級的諧振板分布在上、下層，每級諧振板用垂直通孔連接到地，分別形成電容、電感，有的為提高帶外抑制度，常加入陷波電路。如圖4所示的構(gòu)造可知，這種寬帶帶通濾波器由輸入導(dǎo)體2、輸出導(dǎo)體3、諧振板4、通孔5和地板I組成。調(diào)節(jié)上下極板的相對面積可改變相鄰級的耦合性，從而調(diào)整帶寬，但是調(diào)節(jié)參數(shù)少，靈活性差。為了得到更大的電容、電感，不得不增加諧振板的面積或垂直通孔的長度，使濾波器體積大幅增加，不利于器件的小型化，沒有將LTCC疊層工藝的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。
[0004]濾波器的信號端常采用側(cè)印的方式引到頂層和底層，由于LTCC濾波器體積很小，達(dá)到毫米級，引出抽頭端更是只有零點幾個毫米，在側(cè)印時成品率低，產(chǎn)品可靠性不高。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種微型L頻段疊層寬帶帶通濾波器，該帶通濾波器具有體積小、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成品率高、頻率特性優(yōu)異、帶外抑制度高、加工一致性高等特點，可實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0007]—種微型L頻段疊層寬帶帶通濾波器，包括表面貼裝的輸入端口與輸出端口、第一地端口、第二地端口、輸入電感、輸出電感、由第一級諧振電路、第二級諧振電路和第三級諧振電路組成的三級諧振電路、第一接地板、第二接地板和U字形陷波電路。所述輸入端口通過第一垂直通孔與所述輸入電感相連。所述輸出端口通過第二垂直通孔與所述輸出電感相連。
[0008]所述第一級諧振電路包括自上向下依次設(shè)置的第一諧振單元、第一加載電容電路和第一串聯(lián)電感電路。所述第二級諧振電路包括自下向上依次設(shè)置的第二諧振單元、第二加載電容電路和第二串聯(lián)電感電路。所述第三級諧振電路包括自上向下依次設(shè)置的第三諧振單元、第三加載電容電路和第三串聯(lián)電感電路。
[0009]所述第一諧振單元與所述第三諧振單元對稱設(shè)置且分布在同一層。所述第二諧振單元位于所述第一諧振單元及所述第三諧振單元的上一層。所述第一加載電容電路和所述第三加載電容電路對稱設(shè)置且分布在同一層。所述U字形陷波電路與所述第一加載電容電路及所述第三加載電容電路位于同一層，且所述U字形陷波電路串聯(lián)在所述第一加載電容電路與所述第三加載電容電路之間。所述U字形陷波電路的兩端與第二地端口相連。
[0010]所述第一諧振單元與所述輸入電感串聯(lián)連接。所述第一諧振單元通過第三垂直通孔與所述第一串聯(lián)電感電路相連。所述第一串聯(lián)電感電路通過第四垂直通孔與所述第二接地板相連。所述第三諧振單元與所述輸出電感串聯(lián)連接。所述第三諧振單元通過第五垂直通孔與所述第三串聯(lián)電感電路相連。所述第三串聯(lián)電感電路通過第六垂直通孔與所述第二接地板相連。所述第二接地板與所述第二地端口相連。所述第二諧振單元通過第七垂直通孔與所述第二串聯(lián)電感電路相連。所述第二串聯(lián)電感電路通過第八垂直通孔與所述第一接地板相連。所述第一接地板與所述第一地端口相連。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一諧振單元、第二諧振單元和第三諧振單元均采用階梯阻抗帶狀線(SIR結(jié)構(gòu))實現(xiàn)。所述第一加載電容電路、第二加載電容電路和第三加載電容電路均采用平板電容實現(xiàn)。所述第一串聯(lián)電感電路、第二串聯(lián)電感電路、第三串聯(lián)電感電路均采用蛇形電感實現(xiàn)。
[0012]進(jìn)一步的，所述第一垂直通孔、第二垂直通孔、第三垂直通孔、第四垂直通孔、第五垂直通孔、第六垂直通孔、第七垂直通孔和第八垂直通孔內(nèi)均填充有導(dǎo)電性材料。所述導(dǎo)電性材料為Ag、Pd、Au、Ag/Pd中的任意一種或多種的組合。
[0013]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用多層低溫共燒陶瓷工藝和三維立體集成技術(shù)，將三級諧振電路分布在不同的層，每級諧振電路分別采用SIR結(jié)構(gòu)串聯(lián)蛇形電感(即每級諧振電路的諧振單元與電感電路相串聯(lián))，這不僅能夠?qū)崿F(xiàn)在同等介電常數(shù)的情況下，大幅縮小元件的體積;還能夠通過調(diào)整上下諧振電路的高度或SIR結(jié)構(gòu)諧振單元間的間距，來精確地改變諧振單元間的耦合度。本實用新型也可用于窄帶濾波器的設(shè)計，通過改變加載電容電路的面積或蛇形電感線圈的長度，能夠十分容易地實現(xiàn)諧振頻率的調(diào)節(jié)。本實用新型中的每級諧振電路均采用半集總半分布式結(jié)構(gòu)，這在減小諧振電路尺寸的同時，能保證通帶平整和較低的插入損耗。在本實用新型中，第一級諧振電路與第三級諧振電路以及U字形帶線構(gòu)成的陷波電路，能在近通帶處獲得衰減極點，得到過渡帶陡峭的帶通濾波器。在本實用新型中，本實用新型所述濾波器的信號引出端通過垂直通孔與輸入、輸出端口相連，提高了端口的可靠性。本實用新型具有體積小、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成品率高、頻率特性優(yōu)異、帶外抑制度高、加工一致性高等特點，可實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型L頻段疊層寬帶帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實用新型L頻段疊層寬帶帶通濾波器的截面示意圖；
[0016]圖3是本實用新型L頻段疊層寬帶帶通濾波器的散色參數(shù)(S卩S參數(shù)，Sll為輸入反射系數(shù)、S21為正向傳輸系數(shù))特性曲線；
[0017]圖4是以往的疊層寬帶帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明:
[0019]如圖1-圖2所示的一種L頻段疊層寬帶帶通濾波器，包括表面貼裝的50歐姆阻抗輸入端口 a 1、表面貼裝的50歐姆阻抗輸出端口 a2、第一地端口 bl、第二地端口 b2、輸入電感C1、輸出電感c2、三級諧振電路(s1、s2、s3)、第一接地板e1、第二接地板e2和U字形陷波電路U。其中，50歐姆阻抗輸入端口 al與輸入電感c采用第一垂直通孔dl連接。50歐姆阻抗輸出端口 a2與輸出電感c2采用第二垂直通孔d2連接。第一垂直通孔和第二垂直通孔中均填充有導(dǎo)電性材料，所述導(dǎo)電性材料為Ag、Pd、Au、Ag/Pd中的任意一種或多種的組合。
[0020]所述三級諧振電路包括第一級諧振電路S1、第二級諧振電路s2、第三級諧振電路S3。所述第一級諧振電路Si由第一諧振單元sll、第一加載電容電路sl2和第一串聯(lián)電感電路sl3組成。所述第二級諧振電路s2由第二級諧振單元s21、第二加載電容電路s22和第二串聯(lián)電感電路s23組成。所述第三級諧振電路s3由第三級諧振單元s31、第三加載電容電路s32和第三串聯(lián)電感電路s33組成。每級諧振電路均采用半集總半分布式結(jié)構(gòu)，圖案層共三層，從上到下依次為:第一層諧振單元由階梯阻抗帶狀線實現(xiàn)、第二層加載電容電路由平板電容實現(xiàn)、第三層串聯(lián)電感電路由蛇形電感實現(xiàn)。第一級諧振電路Si與第三級諧振電路s3對稱排列，分布在同一層上，第二級諧振電路s2反向排列與sl、s3分布在相鄰層。圖案層采用印刷法，圖案層的材料采用導(dǎo)電性材料Ag、Pd、Au、Ag/Pd中的任意一種或多種的組合。將各層疊置，整體燒結(jié)后得到一個疊層體，表面貼裝的50歐姆阻抗輸入端口 al、輸出端口 a2、第一地端口 bl和第二地端口b2均采用印刷法及后燒工藝來形成，且這些端口均由Ag/Pd，Au，Ni等材料組成。
[0021]所述第一諧振單元sll與所述第三諧振單元s31對稱設(shè)置且分布在同一層;所述第二諧振單元s21位于所述第一諧振單元s 11及所述第三諧振單元s31的上一層。所述第一加載電容電路sl2和所述第三加載電容電路s32對稱設(shè)置且分布在同一層。所述U字形陷波電路u與所述第一加載電容電路sl2及所述第三加載電容電路s32位于同一層，且所述U字形陷波電路u串聯(lián)在所述第一加載電容電路sl2與所述第三加載電容電路s32之間。所述U字形陷波電路u的兩端與第二地端口 b2相連。
[0022]所述第一諧振單元sll與所述輸入電感cl串聯(lián)連接。所述第一諧振單元sll通過第三垂直通孔d3與所述第一串聯(lián)電感電路sl3相連。所述第一串聯(lián)電感電路sl3通過第四垂直通孔d4與所述第二接地板e2相連。所述第三諧振單元s31與所述輸出電感c2串聯(lián)連接。所述第三諧振單元s31通過第五垂直通孔d5與所述第三串聯(lián)電感電路s33相連。所述第三串聯(lián)電感電路s33通過第六垂直通孔d6與所述第二接地板e2相連。所述第二接地板e2與所述第二地端口 b2相連。所述第二諧振單元s21通過第七垂直通孔d7與所述第二串聯(lián)電感電路s23相連。所述第二串聯(lián)電感電路s23通過第八垂直通孔d8與所述第一接地板el相連。所述第一接地板e I與所述第一地端口 b I相連。
[0023]所述第一諧振單元si 1、第二諧振單元s21和第三諧振單元s31均采用階梯阻抗帶狀線實現(xiàn)。所述第一加載電容電路sl2、第二加載電容電路s22和第三加載電容電路s32均采用平板電容實現(xiàn)。所述第一串聯(lián)電感電路sl3、第二串聯(lián)電感電路s23、第三串聯(lián)電感電路s33均采用蛇形電感實現(xiàn)。
[0024]所述第一垂直通孔dl、第二垂直通孔d2、第三垂直通孔d3、第四垂直通孔d4、第五垂直通孔d5、第六垂直通孔d6、第七垂直通孔d7和第八垂直通孔d8內(nèi)均填充有導(dǎo)電性材料；所述導(dǎo)電性材料為Ag、Pd、Au、Ag/Pd中的任意一種或多種的組合。
[0025]本實用新型所述的L頻段疊層寬帶帶通濾波器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導(dǎo)線在大約850°C溫度下燒結(jié)而成，具有非常高的可靠性和溫度穩(wěn)定性。而且由于本實用新型所述的L頻段疊層寬帶帶通濾波器的結(jié)構(gòu)采用三維立體集成和多層折疊結(jié)構(gòu)，能夠使濾波器的體積大幅減小。本實用新型所述的L頻段疊層寬帶帶通濾波器采用介電常數(shù)為7.8，介質(zhì)損耗角正切為0.002的陶瓷材料，優(yōu)選的實施體積為5.3mmX2mmX 1.3mm。本實用新型所述的L頻段疊層寬帶帶通濾波器的性能可從仿真曲線圖3看出，該濾波器通帶從1.6Ghz到2.2Ghz，通帶內(nèi)插入損耗均小于IdB，帶外抑制在0.8Ghz和3Ghz優(yōu)于_25dB，在3.1Ghz處可優(yōu)于_40dB。
[0026]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本實用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種微型L頻段疊層寬帶帶通濾波器，其特征在于:包括表面貼裝的輸入端口(al)與輸出端口(a2)、第一地端口(bl)、第二地端口(b2)、輸入電感(Cl)、輸出電感(c2)、由第一級諧振電路(Si)、第二級諧振電路(s2)和第三級諧振電路(s3)組成的三級諧振電路、第一接地板(el)、第二接地板(e2)和U字形陷波電路(u);所述輸入端口(al)通過第一垂直通孔(dl)與所述輸入電感(Cl)相連;所述輸出端口(a2)通過第二垂直通孔(d2)與所述輸出電感(c2)相連; 所述第一級諧振電路(si)包括自上向下依次設(shè)置的第一諧振單元(sll)、第一加載電容電路(sl2)和第一串聯(lián)電感電路(sl3);所述第二級諧振電路(s2)包括自下向上依次設(shè)置的第二諧振單元(s21)、第二加載電容電路(s22)和第二串聯(lián)電感電路(s23);所述第三級諧振電路(s3)包括自上向下依次設(shè)置的第三諧振單元(s31)、第三加載電容電路(s32)和第三串聯(lián)電感電路(s33); 所述第一諧振單元(sll)與所述第三諧振單元(s31)對稱設(shè)置且分布在同一層;所述第二諧振單元(s21)位于所述第一諧振單元(si I)及所述第三諧振單元(s31)的上一層;所述第一加載電容電路(sl2)和所述第三加載電容電路(s32)對稱設(shè)置且分布在同一層;所述U字形陷波電路(U)與所述第一加載電容電路(sl2)及所述第三加載電容電路(s32)位于同一層，且所述U字形陷波電路(U)串聯(lián)在所述第一加載電容電路(sl2)與所述第三加載電容電路(s32)之間;所述U字形陷波電路(U)的兩端與第二地端口(b2)相連； 所述第一諧振單元(s 11)與所述輸入電感(cl)串聯(lián)連接;所述第一諧振單元(si I)通過第三垂直通孔(d3)與所述第一串聯(lián)電感電路(sl3)相連;所述第一串聯(lián)電感電路(sl3)通過第四垂直通孔(d4)與所述第二接地板(e2)相連;所述第三諧振單元(s31)與所述輸出電感(c2)串聯(lián)連接;所述第三諧振單元(s31)通過第五垂直通孔(d5)與所述第三串聯(lián)電感電路(s33)相連;所述第三串聯(lián)電感電路(s33)通過第六垂直通孔(d6)與所述第二接地板(e2)相連;所述第二接地板(e2)與所述第二地端口(b2)相連;所述第二諧振單元(s21)通過第七垂直通孔(d7)與所述第二串聯(lián)電感電路(s23)相連;所述第二串聯(lián)電感電路(s23)通過第八垂直通孔(d8)與所述第一接地板(el)相連;所述第一接地板(el)與所述第一地端口(bl)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型L頻段疊層寬帶帶通濾波器，其特征在于:所述第一諧振單元(si I)、第二諧振單元(s21)和第三諧振單元(s31)均采用階梯阻抗帶狀線實現(xiàn)； 所述第一加載電容電路(sl2)、第二加載電容電路(s22)和第三加載電容電路(s32)均采用平板電容實現(xiàn)； 所述第一串聯(lián)電感電路(sl3)、第二串聯(lián)電感電路(s23)、第三串聯(lián)電感電路(s33)均采用蛇形電感實現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型L頻段疊層寬帶帶通濾波器，其特征在于:所述第一垂直通孔(dl)、第二垂直通孔(d2)、第三垂直通孔(d3)、第四垂直通孔(d4)、第五垂直通孔(d5)、第六垂直通孔(d6)、第七垂直通孔(d7)和第八垂直通孔(d8)內(nèi)均填充有導(dǎo)電性材料。
【文檔編號】H01P1/203GK205488435SQ201521051017
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月16日
【發(fā)明人】宗志峰, 項瑋, 曹狄峰, 陳曉紅
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第四十三研究所