專利名稱：一種ltcc鏡頻抑制帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，它涉及一種帶通濾波器，并具體涉及一種小型化低溫共 燒陶瓷(LTCC)鏡頻抑制帶通濾波器。
背景技術(shù)：
微波毫米波帶通濾波器是微波毫米波射頻系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵部件，特別是在微波毫米波集 成電路中，射頻前端不僅需要帶通濾波器的插入損耗小、選擇性好，而且要求帶通濾波器的 體積盡可能地小。而傳統(tǒng)的帶通濾波器往往體積都比較大，不能滿足射頻前端對(duì)器件小型化
的要求。此外帶通濾波器的插入損耗對(duì)通帶和阻帶的要求是不一樣的在通帶內(nèi)插入損耗 越小越好，以便絕大部分能量都可以通過網(wǎng)絡(luò)；而在阻帶內(nèi)插入衰減越大越好，以便能夠抑 制干擾或者其它不希望在終端看到的頻率。但是對(duì)于一般帶通濾波器，如果要抑制距離中心 頻率較近信號(hào)較強(qiáng)的雜波頻率或者抑制的諧波頻率時(shí)，阻帶內(nèi)的衰減就顯得不足了。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種基于LTCC技術(shù)的鏡頻抑制帶通濾波器，該帶通濾波器采用可控傳 輸零點(diǎn)的變形切比雪夫?yàn)V波器原型，并通過LTCC多層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)等效集總參數(shù)元件，在實(shí)現(xiàn) 同等技術(shù)指標(biāo)情況下能夠極大縮減帶通濾波器體積；同時(shí)，該帶通濾波器在在使用兩極諧振 情況下，能有效地增大帶外衰減和鏡頻抑制效果，從而更好地兼顧帶通濾波器的插入損耗對(duì) 通帶和阻帶的要求。此外，該帶通濾波器還具有成本低、有利于批量生產(chǎn)、良好的高頻性能、 溫度性能等傳統(tǒng)帶通濾波器所沒有的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型技術(shù)方案為-
一種LTCC鏡頻抑制帶通濾波器，如圖1所示，為具有1個(gè)傳輸零點(diǎn)的兩級(jí)帶通濾波器， 其等效電路為一對(duì)稱電路結(jié)構(gòu)帶通濾波器的信號(hào)輸入端接第一電感l(wèi)!的輸入端，第一電感
A、耦合電感丄,和第二電感^順序串聯(lián)，第二電感丄2的輸出端接帶通濾波器的信號(hào)輸出端；
第一電感^和耦合電感A的連接點(diǎn)與地之間具有第一并聯(lián)諧振單元，在耦合電感A和第二電
感A的連接點(diǎn)與地之間具有第二并聯(lián)諧振單元；所述第一并聯(lián)諧振單元由第一諧振電容C^和
第一諧振電感i^并聯(lián)而成， 一端接地，另一端通過第一串聯(lián)電感i^與第一電感A和耦合電
感丄,的連接點(diǎn)相連；所述第二并聯(lián)諧振單元由第二諧振電容C"和第二諧振電感Z^并聯(lián)而
4成， 一端接地，另一端通過第二串聯(lián)電感Z^與耦合電感Z^和第二電感^的連接點(diǎn)相連。 整個(gè)鏡頻抑制帶通濾波器為LTCC多層結(jié)構(gòu)，如圖2所示，由四層介質(zhì)基板和五層導(dǎo)體
層構(gòu)成第一導(dǎo)體層位于第一介質(zhì)基板上表面；第二導(dǎo)體層位于第一、二介質(zhì)基板之間；第 三導(dǎo)體層位于第二、三介質(zhì)基板之間；第四導(dǎo)體層位于第三、四介質(zhì)基板之間；第五導(dǎo)體層 位于第四介質(zhì)基板下表面；所述四層介質(zhì)基板為LTCC陶瓷介質(zhì)基板，所述第一導(dǎo)體層采用 LTCC印刷工藝印制于第一介質(zhì)基板上表面，所述第二導(dǎo)體層采用LTCC印刷工藝印制于第 二介質(zhì)基板上表面，所述第三導(dǎo)體層采用LTCC印刷工藝印制于第三介質(zhì)基板上表面，所述 第四導(dǎo)體層采用LTCC印刷工藝印制于第四介質(zhì)基板上表面，所述第五導(dǎo)體層采用LTCC印 刷工藝印制于第四介質(zhì)基板下表面。
第一導(dǎo)體層為四段金屬微帶線，第二導(dǎo)體層為三段金屬微帶線，第三導(dǎo)體層為兩段金屬 微帶線；第四導(dǎo)體層為兩個(gè)相同的矩形金屬膜，每個(gè)矩形金屬膜外側(cè)邊緣分別具有一條金屬 微帶線與之相連，兩個(gè)矩形金屬膜內(nèi)側(cè)相互靠近但彼此不相連；第五導(dǎo)體層為全部覆蓋第四
介質(zhì)基板下表面的金屬地板層。
第一導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線的始端接整個(gè)帶通濾波器的信號(hào)輸入端，第一導(dǎo)體層的 第一段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔1接第二導(dǎo)體層的第一段金 屬微帶線的始端，第二導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的
通孔2接第一導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的始端，第一導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的末端通 過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔3接第二導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的始端，第二導(dǎo)體 層的第二段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔4接第一導(dǎo)體層的第三 段金屬微帶線的始端，第一導(dǎo)體層的第三段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置 處的通孔5接第二導(dǎo)體層的第三段金屬微帶線的始端，第二導(dǎo)體層的第三段金屬微帶線的末 端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔6接第一導(dǎo)體層的第四段金屬微帶線的始端，第一 導(dǎo)體層的第四段金屬微帶線的末端接整個(gè)帶通濾波器的信號(hào)輸出端。
第二導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的始端通過第二介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔1接第三 導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線的始端，第三導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線的末端通過第三介質(zhì)基 板上相應(yīng)位置處的通孔1接第四導(dǎo)體層的第一矩形金屬膜內(nèi)側(cè)邊緣；第一導(dǎo)體層的第三段金 屬微帶線的中端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔7和第二介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通 孔2接第三導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的始端，第三導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的末端通過 第三介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔2接第四導(dǎo)體層的第二矩形金屬膜內(nèi)側(cè)邊緣。
第四導(dǎo)體層中與兩個(gè)矩形金屬膜外側(cè)邊緣分別相連的兩條金屬微帶線的端頭分別通過一個(gè)第四介質(zhì)基板相應(yīng)位置處的通孔與金屬地板層相連。
第一導(dǎo)體層的第二、三段金屬微帶線與第二導(dǎo)體層的第一、二、三段金屬微帶線共同構(gòu) 成等效電路中的三個(gè)串聯(lián)的第一電感A、耦合電感A和第二電感^;第三導(dǎo)體層的第一段金
屬微帶線構(gòu)成等效電路中的第一串聯(lián)電感i^ ，第三導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線構(gòu)成等效電路
中的第二串聯(lián)電感i^ ;第四導(dǎo)體層的矩形金屬膜與金屬地板層以及之間的介質(zhì)層共同構(gòu)成等
效電路中的第一諧振電容Ca和第二諧振電容C^ ，第四導(dǎo)體層中與兩個(gè)矩形金屬膜外側(cè)邊緣
分別相連的兩條金屬微帶線構(gòu)成等效電路中的第一諧振電感^和第二諧振電感Z^。
本實(shí)用新型的有益效果是
本實(shí)用新型通過LTCC多層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)等效集總參數(shù)元件，在實(shí)現(xiàn)同等技術(shù)指標(biāo)情況下能 夠極大縮減帶通濾波器體積；同時(shí)，該帶通濾波器在在使用兩極諧振情況下，能有效地增大 帶外衰減和鏡頻抑制效果，從而更好地兼顧帶通濾波器的插入損耗對(duì)通帶和阻帶的要求。本 實(shí)用新型提供的帶通濾波器具有體積小、性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)緊湊，可加工為貼片元件易于集成 的優(yōu)點(diǎn)。另外，該帶通濾波器基于LTCC工藝，具有批量生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢。


圖1是本實(shí)用新型所述LTCC鏡頻抑制帶通濾波器的等效電路圖。 圖2是本實(shí)用新型所述LTCC鏡頻抑制帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
所述LTCC鏡頻抑制帶通濾波器的側(cè)視圖。 圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
所述LTCC諧波抑制帶通濾波器的測試結(jié)果。
具體實(shí)施方式

如圖1、 2所示，本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的LTCC諧波抑制帶通濾波器的結(jié)構(gòu)及其等效電 路在發(fā)明內(nèi)容中已有詳細(xì)描述，在此不再贅述，僅對(duì)各部分細(xì)節(jié)參數(shù)描述如下
如圖3所示第一、二、三層介質(zhì)基板厚度均為O.lmm，第四層介質(zhì)基板厚度為0.2111111， 第五導(dǎo)體層厚度為0.017mm;導(dǎo)體層均采用的金屬是金；介質(zhì)基板材料為Ferro A6M型LTCC 陶瓷材料，其相對(duì)介電常數(shù)Er為6.3，介質(zhì)損耗角正切tan為0.001，導(dǎo)電率o"為3X 109S/m; 整個(gè)器件體積僅為3.5mmX4mmX0.6mm。
測試結(jié)果如圖4所示，該帶通濾波器工作于2.8—3.1G赫茲，上邊帶鏡頻位置處有l(wèi)個(gè) 傳輸零點(diǎn)，通帶內(nèi)插損小于1.2dB，通帶內(nèi)回波損耗大于16dB。由于在上邊帶鏡頻位置處產(chǎn) 生了一個(gè)傳輸零點(diǎn)，使得上邊帶非常陡峭，從而增強(qiáng)了對(duì)頻率的選擇性，并且在只使用兩極諧振的情況下，有效地增大了帶外衰減和鏡頻抑制效果。
綜上，本實(shí)用新型提供的帶通濾波器具有體積小、性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)緊湊，可加工為貼片 元件易于集成的優(yōu)點(diǎn)。另外，該帶通濾波器基于LTCC工藝，具有批量生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢。 該帶通濾波器可廣泛應(yīng)用于射頻無線通訊系統(tǒng)中。
權(quán)利要求1、一種LTCC鏡頻抑制帶通濾波器，為具有1個(gè)傳輸零點(diǎn)的兩級(jí)帶通濾波器，其等效電路為一對(duì)稱電路結(jié)構(gòu)帶通濾波器的信號(hào)輸入端接第一電感L1的輸入端，第一電感L1、耦合電感LI和第二電感L2順序串聯(lián)，第二電感L2的輸出端接帶通濾波器的信號(hào)輸出端；第一電感L1和耦合電感LI的連接點(diǎn)與地之間具有第一并聯(lián)諧振單元，在耦合電感LI和第二電感L2的連接點(diǎn)與地之間具有第二并聯(lián)諧振單元；所述第一并聯(lián)諧振單元由第一諧振電容Cr1和第一諧振電感Lr1并聯(lián)而成，一端接地，另一端通過第一串聯(lián)電感Lz1與第一電感L1和耦合電感LI的連接點(diǎn)相連；所述第二并聯(lián)諧振單元由第二諧振電容Cr2和第二諧振電感Lr2并聯(lián)而成，一端接地，另一端通過第二串聯(lián)電感Lz2與耦合電感LI和第二電感L2的連接點(diǎn)相連；其特征在于整個(gè)鏡頻抑制帶通濾波器為LTCC多層結(jié)構(gòu)，由四層介質(zhì)基板和五層導(dǎo)體層構(gòu)成第一導(dǎo)體層位于第一介質(zhì)基板上表面；第二導(dǎo)體層位于第一、二介質(zhì)基板之間；第三導(dǎo)體層位于第二、三介質(zhì)基板之間；第四導(dǎo)體層位于第三、四介質(zhì)基板之間；第五導(dǎo)體層位于第四介質(zhì)基板下表面；所述四層介質(zhì)基板為LTCC陶瓷介質(zhì)基板，所述第一導(dǎo)體層采用LTCC印刷工藝印制于第一介質(zhì)基板上表面，所述第二導(dǎo)體層采用LTCC印刷工藝印制于第二介質(zhì)基板上表面，所述第三導(dǎo)體層采用LTCC印刷工藝印制于第三介質(zhì)基板上表面，所述第四導(dǎo)體層采用LTCC印刷工藝印制于第四介質(zhì)基板上表面，所述第五導(dǎo)體層采用LTCC印刷工藝印制于第四介質(zhì)基板下表面；第一導(dǎo)體層為四段金屬微帶線，第二導(dǎo)體層為三段金屬微帶線，第三導(dǎo)體層為兩段金屬微帶線；第四導(dǎo)體層為兩個(gè)相同的矩形金屬膜，每個(gè)矩形金屬膜外側(cè)邊緣分別具有一條金屬微帶線與之相連，兩個(gè)矩形金屬膜內(nèi)側(cè)相互靠近但彼此不相連；第五導(dǎo)體層為全部覆蓋第四介質(zhì)基板下表面的金屬地板層；第一導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線的始端接整個(gè)帶通濾波器的信號(hào)輸入端，第一導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔1接第二導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線的始端，第二導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔2接第一導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的始端，第一導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔3接第二導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的始端，第二導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔4接第一導(dǎo)體層的第三段金屬微帶線的始端，第一導(dǎo)體層的第三段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔5接第二導(dǎo)體層的第三段金屬微帶線的始端，第二導(dǎo)體層的第三段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔6接第一導(dǎo)體層的第四段金屬微帶線的始端，第一導(dǎo)體層的第四段金屬微帶線的末端接整個(gè)帶通濾波器的信號(hào)輸出端；第二導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的始端通過第二介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔1接第三導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線的始端，第三導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線的末端通過第三介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔1接第四導(dǎo)體層的第一矩形金屬膜內(nèi)側(cè)邊緣；第一導(dǎo)體層的第三段金屬微帶線的中端通過第一介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔7和第二介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔2接第三導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的始端，第三導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線的末端通過第三介質(zhì)基板上相應(yīng)位置處的通孔2接第四導(dǎo)體層的第二矩形金屬膜內(nèi)側(cè)邊緣；第四導(dǎo)體層中與兩個(gè)矩形金屬膜外側(cè)邊緣分別相連的兩條金屬微帶線的端頭分別通過一個(gè)第四介質(zhì)基板相應(yīng)位置處的通孔與金屬地板層相連；第一導(dǎo)體層的第二、三段金屬微帶線與第二導(dǎo)體層的第一、二、三段金屬微帶線共同構(gòu)成等效電路中的三個(gè)串聯(lián)的第一電感L1、耦合電感LI和第二電感L2；第三導(dǎo)體層的第一段金屬微帶線構(gòu)成等效電路中的第一串聯(lián)電感Lz1，第三導(dǎo)體層的第二段金屬微帶線構(gòu)成等效電路中的第二串聯(lián)電感Lz2；第四導(dǎo)體層的矩形金屬膜與金屬地板層以及之間的介質(zhì)層共同構(gòu)成等效電路中的第一諧振電容Cr1和第二諧振電容Cr2，第四導(dǎo)體層中與兩個(gè)矩形金屬膜外側(cè)邊緣分別相連的兩條金屬微帶線構(gòu)成等效電路中的第一諧振電感Lr1和第二諧振電感Lr2。
專利摘要一種LTCC鏡頻抑制帶通濾波器，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及諧波抑制帶通濾波器。所述鏡頻抑制帶通濾波器為下邊帶附近具有1個(gè)傳輸零點(diǎn)的兩級(jí)帶通濾波器，采用可控傳輸零點(diǎn)的變形切比雪夫?yàn)V波器原型，并通過LTCC多層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)等效集總參數(shù)元件，在實(shí)現(xiàn)同等技術(shù)指標(biāo)情況下能夠極大縮減帶通濾波器體積；同時(shí)，該帶通濾波器在在使用兩極諧振情況下，能有效地增大帶外衰減和鏡頻抑制效果，從而更好地兼顧帶通濾波器的插入損耗對(duì)通帶和阻帶的要求。此外，該帶通濾波器還具有成本低、有利于批量生產(chǎn)、良好的高頻性能、溫度性能等傳統(tǒng)帶通濾波器所沒有的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于射頻無線通訊系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)H03H7/075GK201408828SQ20092008100
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者王秉中, 鄧建華, 黃海燕 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)