專利名稱：高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于用于微波毫米波通信、數(shù)字雷達、單兵衛(wèi)星移動通信終端、軍用與民用
多模和多路通信系統(tǒng)終端、機載、彈載、宇航等無線通信系統(tǒng)中的電子部件，特別是一種高 阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器。
背景技術：
在微波毫米波通信、雷達等系統(tǒng)中，尤其是移動手持式無線通信終端和單兵衛(wèi)星 移動通信終端及軍用與民用多模和多路通信系統(tǒng)終端、機載、彈載、宇航通信系統(tǒng)中，高阻 帶抑制微型微波中頻帶通濾波器是該波段接收和發(fā)射支路中的關鍵電子部件，描述這種部 件性能的主要技術指標有通帶工作頻率范圍、阻帶頻率范圍、通帶輸入/輸出電壓駐波 比、通帶插入損耗、阻帶衰減、形狀因子、溫度穩(wěn)定性、體積、重量、可靠性等。常規(guī)的設計和 制造方法在微波頻率低端(300MHz lGHz)，由于波長較長(波長0. 3米到1米。)，濾波器 的體積與工作波長成正比，因此體積較大( 一般約為45mmX32mmX8mm)，而采用聲表面波 濾波器技術，雖然體積可以減小，但其電性能卻有溫度漂移缺點，而且成本高、插入損耗較 大，在溫度穩(wěn)定性要求高和插入損耗要求低的應用場合均受到很大限制。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種體積小、重量輕、可靠性高、溫度性能穩(wěn)定好、電性能 優(yōu)異、成品率高、批量電性能一致性好、成本低的高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為一種高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器， 包括表面安裝的50歐姆阻抗輸入端口、輸入電感、第一級并聯(lián)諧振單元、第一級間耦合電 容、第一零點設置電路、第二級間耦合電容、第二級并聯(lián)諧振單元、第三級間耦合電容、第二 零點設置電路、第四級間耦合電容、第三級并聯(lián)諧振單元、輸出電感、表面安裝的50歐姆阻 抗輸出端口和接地端；輸入端口與輸入電感連接，輸出端口與輸出電感連接，該輸出電感與 輸入電感之間并聯(lián)第一級并聯(lián)諧振單元、第二級并聯(lián)諧振單元和第三級并聯(lián)諧振單元，在 第一級并聯(lián)諧振單元與第二級并聯(lián)諧振單元之間串聯(lián)第一級間耦合電容、第二級間耦合電 容)，在第一級間耦合電容和第二級間耦合電容之間串聯(lián)第一零點設置電路；第二級并聯(lián) 諧振單元與第三級并聯(lián)諧振單元之間串聯(lián)第三級間耦合電容、第四級間耦合電容，在第三 級間耦合電容和第四級間耦合電容之間串聯(lián)第二零點設置電路；所述的第一級并聯(lián)諧振單 元、第二級并聯(lián)諧振單元和第三級并聯(lián)諧振單元分別接地。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點(l)體積小、重量輕、可靠性高；(2)電性能 優(yōu)異，如通帶插損低、阻帶抑制高；(3)電性能溫度穩(wěn)定性高；(4)電路實現(xiàn)結構簡單；(5) 電性能一致性好，可實現(xiàn)大批量生產；(6)成本低；(7)使用安裝方便，可以用全自動貼片機 安裝和焊接；(8)特別適用于火箭、機載、彈載、宇宙飛船、單兵移動通信終端等無線通信手 持終端中，以及對體積、重量、性能、可靠性有苛刻要求的相應系統(tǒng)中。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。


圖1是本發(fā)明的電原理圖。
圖2是本發(fā)明的外形及內部結構示意圖。
圖3是本發(fā)明的并聯(lián)諧振單元結構示意圖。
圖4是本發(fā)明的實施例的實物照片。
圖5是本發(fā)明實施例的主要性能測試結果。
具體實施例方式
結合圖1、圖2、圖3，本發(fā)明一種高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器，包括表面安裝的50歐姆阻抗輸入端口P1，輸入電感L4，第一級并聯(lián)諧振單元L1、C1，第一級間耦合電容C4，第一零點設置電路L12、C12，第二級間耦合電容C5，第二級并聯(lián)諧振單元L2、C2，第三級間耦合電容C6，第二零點設置電路L23、C23，第四級間耦合電容C7，第三級并聯(lián)諧振單元L3、C3，輸出電感L5，表面安裝的50歐姆阻抗輸出端口 P2和接地端；輸入端口 Pl與輸入電感L4連接，輸出端口 P2與輸出電感L5連接，該輸出電感L5與輸入電感L4之間并聯(lián)第一級并聯(lián)諧振單元L1、C1、第二級并聯(lián)諧振單元L2、C2和第三級并聯(lián)諧振單元L3、C3，在第一級并聯(lián)諧振單元L1、C1與第二級并聯(lián)諧振單元L2、C2之間串聯(lián)第一級間耦合電容C4、第二級間耦合電容C5，在第一級間耦合電容C4和第二級間耦合電容C5之間串聯(lián)第一零點設置電路L12、C12 ;第二級并聯(lián)諧振單元L2、C2與第三級并聯(lián)諧振單元L3、 C3之間串聯(lián)第三級間耦合電容C6、第四級間耦合電容C7，在第三級間耦合電容C6和第四級間耦合電容C7之間串聯(lián)第二零點設置電路L23、C23 ;所述的第一級并聯(lián)諧振單元L1、C1、第二級并聯(lián)諧振單元L2、 C2和第三級并聯(lián)諧振單元L3、 C3分別接地。 本發(fā)明高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器中，表面安裝的50歐姆阻抗輸入端口 Pl —端接輸入信號，輸入端口 Pl另一端接輸入電感L4的一端，第一級并聯(lián)諧振單元L1、Cl由第一電感Ll和第一電容Cl并聯(lián)而成，第一級并聯(lián)諧振單元L1、C1的一端分別與輸入電感L4的另一端和第一級間耦合電容C4的一端連接，第一級并聯(lián)諧振單元Ll、 Cl的另一端與接地端相連；第一零點設置電路L12、 C12由第一零點電感L12和第一零點電容C12并聯(lián)而成，所述的第一級間耦合電容C4的另一端連接第一零點設置電路L12、 C12的一端，第一零點設置電路L12、 C12的另一端接第二級間耦合電容C5的一端，第二級間耦合電容C5的另一端分別連接第二級并聯(lián)諧振單元L2、C2的一端和第三級間耦合電容C6的一端，第二級并聯(lián)諧振單元L2、C2由第二電感L2和第二電容C2并聯(lián)而成，第二級并聯(lián)諧振單元L2、C2的另一端接地，所述的第三級間耦合電容C6的另一端與第二零點設置電路L23、 C23連接，第二零點設置電路L23、 C23由第二零點電感L23和第二零點電容C23并聯(lián)而成，第二零點設置電路L23、 C23的另一端與第四級間耦合電容C7的一端連接，該第四級間耦合電容C7的另一端分別連接第三級并聯(lián)諧振單元L3、C3的一端和輸出電感L5 —端，第三級并聯(lián)諧振單元L3、 C3由第三電感L3和第三電容C3并聯(lián)而成，第三級并聯(lián)諧振單元L3、 C3的另一端接地，輸出電感L5的另一端與輸出端口 P2的一端連接，輸出端口 P2的另一端輸出信號。
本發(fā)明高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器中，所有的輸入端口 Pl、輸入電感L4、第一級并聯(lián)諧振單元L1、C1、第一級間耦合電容C4、第一零點設置電路L12、C12、第二級間耦合電容C5、第二級并聯(lián)諧振單元L2、C2、第三級間耦合電容C6、第二零點設置電路L23、C23、第四級間耦合電容C7、第三級并聯(lián)諧振單元L3、 C3、輸出電感L5、輸出端口 P2和接地端均采多層用低溫共燒陶瓷工藝實現(xiàn)，其中輸入電感L4、輸出電感L5、第一零點電感L12、第二零點電感L23均采用分布參數(shù)的帶狀線實現(xiàn)，三個并聯(lián)諧振單元C1、 Ll， C2、 L2， C3、L3采用五層折疊耦合帶狀線實現(xiàn)，如圖3。第一零點電容C12和第二零點電容C23均采用第一與第二級并聯(lián)諧振單元L1、 Cl， L2、 C2、第二與第三級并聯(lián)諧振單元L2、 C2， L3、 C3之間空間耦合和分布參數(shù)電容實現(xiàn)，第一、二、三、四級間耦合電容C4、 C5、 C6、 C7采用介質平板電容和分布參數(shù)電容實現(xiàn)。高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器的尺寸(1XwXd)為4. 5mmX3. 2mmX1. 5mm，重量小于0. 1克。外形及內部結構示意圖參見圖2。
本發(fā)明高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器的第一級并聯(lián)諧振單元Ll、 Cl、第二級并聯(lián)諧振單元L2、 C2、第三級并聯(lián)諧振單元L3、 C3采用分布參數(shù)五層折疊耦合帶狀線結構實現(xiàn)(參見圖2和圖3)，其中每層帶狀線一端懸空，另一端接地。 本發(fā)明高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器的第一級并聯(lián)諧振單元與第二級并聯(lián)諧振單元之間第一零點設置電路L12、C12中，第一零點設置電路中電感L12，采用分布參數(shù)的帶狀線實現(xiàn)，第一并聯(lián)諧振單元與第二并聯(lián)諧振單元之間第一零點設置電路中耦合電容C12采用第一和第二兩個并聯(lián)諧振單元之間空間耦合和分布參數(shù)電容實現(xiàn)，第二級并聯(lián)諧振單元與第三級并聯(lián)諧振單元之間第二零點設置電路L23、 C23中，第二零點設置電路中電感L23，采用分布參數(shù)的帶狀線實現(xiàn)，第二并聯(lián)諧振單元與第三并聯(lián)諧振單元之間第一零點設置電路中耦合電容C23采用第二和第三兩個并聯(lián)諧振單元之間空間耦合和分布參數(shù)電容實現(xiàn)。 本發(fā)明高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器的工作原理如下輸入的寬頻帶微波信號經輸入端口 Pl通過輸入電感L4到達第一級并聯(lián)諧振單元L1、C1中Ll和Cl相連接的一端及第一級間耦合電容C4的一端，在第一級并聯(lián)諧振單元Ll、 Cl的一端，所述的寬頻帶微波信號中，在第一并聯(lián)諧振單元諧振頻率附近的微波信號通過第一級間耦合電容C4進入第一級并聯(lián)諧振單元與第二級并聯(lián)諧振單元之間第一零點設置電路L12、 C12，其余非第一并聯(lián)諧振單元諧振頻率附近的微波信號通過第一級并聯(lián)諧振單元L1、C1中的Ll和Cl接地，實現(xiàn)第一級濾波，第一零點設置電路L12、C12的并聯(lián)諧振頻率附近的阻帶微波信號(即第一零點頻率附近微波信號)，因呈現(xiàn)高阻抗被抑制，非第一零點附近的微波頻率信號通過第一零點設置電路L12、C12中的L12和C12到達第二級間耦合電容C5的一端，通過第二級間耦合電容C5到達第二級并聯(lián)諧振單元L2、 C2中L2和C2相連接的一端及第三級間耦合電容C6的一端，經過第一級濾波和第一零點設置電路的微波信號，在第二并聯(lián)諧振單元諧振頻率附近的微波信號通過第三級間耦合電容C6進入第二級并聯(lián)諧振單元與第三級并聯(lián)諧振單元之間第二零點設置電路L23、 C23，其余非第二并聯(lián)諧振單元諧振頻率附近的微波信號通過第二級并聯(lián)諧振單元L2、C2中的L2和C2接地，實現(xiàn)第二級濾波，第二零點設置電路L23、C23的并聯(lián)諧振頻率附近的阻帶微波信號(即第二零點頻率附近微波信號)，因呈現(xiàn)高阻抗被抑制，非第二零點附近的微波頻率信號通過第二零點設置電路L23、C23中的L23和C23到達第四級間耦合電容C7的一端，通過第四級間耦合電容C7到達第三級并聯(lián)諧振單元L3、C3中L3和C3相連接的一端及輸出電感L5的一端，經過第一級濾波、第二級濾波、第一零點設置電路和第二零點設置電路的微波信號，在第三并聯(lián)諧振單元諧振頻率附近的
6微波信號通過輸出電感L5接表面安裝的50歐姆阻抗輸出端口 P2的一端，其余非第三并聯(lián)諧振單元諧振頻率附近的微波信號通過第三級并聯(lián)諧振單元L3、 C3中的L3和C3接地，實現(xiàn)第三級濾波，經過第一級濾波、第二級濾波、第三級濾波、第一零點設置電路和第二零點設置電路的微波信號，通過表面安裝的50歐姆阻抗輸出端口P2的另一端輸出，從而實現(xiàn)高阻帶抑制微波中頻帶通濾波功能。 本發(fā)明高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器由于是采用多層低溫共燒陶瓷工藝實現(xiàn)，是低溫共燒陶瓷材料和金屬圖形在大約90(TC溫度下燒結而成，所以具有非常高的可靠性和溫度穩(wěn)定性，由于結構采用三維立體集成和多層折疊結構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。 高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器實施例的實物照片及尺寸參見圖4，高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器實施例的主要性能測試結果參見圖5。
權利要求
一種高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器，其特征在于包括表面安裝的50歐姆阻抗輸入端口(P1)、輸入電感(L4)、第一級并聯(lián)諧振單元(L1、C1)、第一級間耦合電容(C4)、第一零點設置電路(L12、C12)、第二級間耦合電容(C5)、第二級并聯(lián)諧振單元(L2、C2)、第三級間耦合電容(C6)、第二零點設置電路(L23、C23)、第四級間耦合電容(C7)、第三級并聯(lián)諧振單元(L3、C3)、輸出電感(L5)、表面安裝的50歐姆阻抗輸出端口(P2)和接地端；輸入端口(P1)與輸入電感(L4)連接，輸出端口(P2)與輸出電感(L5)連接，該輸出電感(L5)與輸入電感(L4)之間并聯(lián)第一級并聯(lián)諧振單元(L1、C1)、第二級并聯(lián)諧振單元(L2、C2)和第三級并聯(lián)諧振單元(L3、C3)，在第一級并聯(lián)諧振單元(L1、C1)與第二級并聯(lián)諧振單元(L2、C2)之間串聯(lián)第一級間耦合電容(C4)、第二級間耦合電容(C5)，在第一級間耦合電容(C4)和第二級間耦合電容(C5)之間串聯(lián)第一零點設置電路(L12、C12)；第二級并聯(lián)諧振單元(L2、C2)與第三級并聯(lián)諧振單元(L3、C3)之間串聯(lián)第三級間耦合電容(C6)、第四級間耦合電容(C7)，在第三級間耦合電容(C6)和第四級間耦合電容(C7)之間串聯(lián)第二零點設置電路(L23、C23)；所述的第一級并聯(lián)諧振單元(L1、C1)、第二級并聯(lián)諧振單元(L2、C2)和第三級并聯(lián)諧振單元(L3、C3)分別接地。
2. 根據(jù)權利要求1所述的高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器，其特征在于表面安裝 的50歐姆阻抗輸入端口 (Pl) —端接輸入信號，輸入端口 (Pl)另一端接輸入電感(L4)的一 端，第一級并聯(lián)諧振單元(L1、C1)由第一電感(Ll)和第一電容(Cl)并聯(lián)而成，第一級并聯(lián) 諧振單元(L1、C1)的一端分別與輸入電感(L4)的另一端和第一級間耦合電容(C4)的一端 連接，第一級并聯(lián)諧振單元(L1、C1)的另一端與接地端相連；第一零點設置電路(L12、C12) 由第一零點電感(L12)和第一零點電容(C12)并聯(lián)而成，所述的第一級間耦合電容(C4)的 另一端連接第一零點設置電路(L12、C12)的一端，第一零點設置電路(L12、C12)的另一端 接第二級間耦合電容(C5)的一端，第二級間耦合電容(C5)的另一端分別連接第二級并聯(lián) 諧振單元(L2、C2)的一端和第三級間耦合電容(C6)的一端，第二級并聯(lián)諧振單元(L2、C2) 由第二電感(L2)和第二電容(C2)并聯(lián)而成，第二級并聯(lián)諧振單元(L2、C2)的另一端接地， 所述的第三級間耦合電容(C6)的另一端與第二零點設置電路(L23、C23)連接，第二零點設 置電路(L23、 C23)由第二零點電感(L23)和第二零點電容(C23)并聯(lián)而成，第二零點設置 電路(L23、C23)的另一端與第四級間耦合電容(C7)的一端連接，該第四級間耦合電容(C7) 的另一端分別連接第三級并聯(lián)諧振單元(L3、C3)的一端和輸出電感(L5) —端，第三級并聯(lián) 諧振單元(L3、C3)由第三電感(L3)和第三電容(C3)并聯(lián)而成，第三級并聯(lián)諧振單元(L3、 C3)的另一端接地，輸出電感(L5)的另一端與輸出端口 (P2)的一端連接，輸出端口 (P2)的 另一端輸出信號。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器，其特征在于所有 的輸入端口 (Pl)、輸入電感(L4)、第一級并聯(lián)諧振單元(L1、C1)、第一級間耦合電容(C4)、 第一零點設置電路(L12、 C12)、第二級間耦合電容(C5)、第二級并聯(lián)諧振單元(L2、 C2)、第 三級間耦合電容(C6)、第二零點設置電路(L23、C23)、第四級間耦合電容(C7)、第三級并聯(lián) 諧振單元(L3、 C3)、輸出電感(L5)、輸出端口 (P2)和接地端均采多層用低溫共燒陶瓷工藝 實現(xiàn)，其中輸入電感(L4)、輸出電感(L5)、第一零點電感(L12)、第二零點電感(L23)均采 用分布參數(shù)的帶狀線實現(xiàn)，三個并聯(lián)諧振單元(C1、L1，C2、L2，C3、L3)采用五層折疊耦合帶 狀線實現(xiàn)，第一零點電容(C12)和第二零點電容(C23)均采用第一與第二級并聯(lián)諧振單元(L1、C1，L2、C2)、第二與第三級并聯(lián)諧振單元(L2、C2，L3、C3)之間空間耦合和分布參數(shù)電 容實現(xiàn)，第一、二、三、四級間耦合電容(C4、 C5、 C6、 C7)采用介質平板電容和分布參數(shù)電容 實現(xiàn)。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器，其特征在于第一 級并聯(lián)諧振單元(L1、C1)、第二級并聯(lián)諧振單元(L2、C2)、第三級并聯(lián)諧振單元(L3、C3)采 用分布參數(shù)五層折疊耦合帶狀線結構實現(xiàn)，其中每層帶狀線一端懸空，另一端接地。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器，其特征在于第一 零點設置電路(L12、C12)中，第一零點電感(L12)采用分布參數(shù)的帶狀線實現(xiàn)，第一零點電 容(C12)采用第一與第二級并聯(lián)諧振單元(Ll、 Cl， L2、 C2)之間空間耦合和分布參數(shù)電容 實現(xiàn)；第二零點設置電路(L23、C23)中，第二零點電感(L23)采用分布參數(shù)的帶狀線實現(xiàn)， 第二零點電容(C23)采用第二與第三級并聯(lián)諧振單元(L2、 C2， L3、 C3)之間空間耦合和分 布參數(shù)電容實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高阻帶抑制微型微波中頻帶通濾波器，包括表面安裝的50歐姆阻抗輸入端口、輸入電感、第一級并聯(lián)諧振單元、第一級間耦合電容、第一零點設置電路、第二級間耦合電容、第二級并聯(lián)諧振單元、第三級間耦合電容、第二零點設置電路、第四級間耦合電容、第三級并聯(lián)諧振單元、輸出電感、表面安裝的50歐姆阻抗輸出端口和接地端，采用多層低溫共燒陶瓷工藝技術實現(xiàn)。本發(fā)明體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、相位頻率特性線性變化、溫度穩(wěn)定性好、電性能指標批量一致性好、大批量生產成本低等優(yōu)點，特別適用于火箭、機載、彈載、宇宙飛船、單兵移動通信終端等無線通信手持終端中，以及對體積、重量、性能、可靠性有苛刻要求的相應系統(tǒng)中。
文檔編號H01P1/20GK101729036SQ20091003102
公開日2010年6月9日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權日2009年4月24日
發(fā)明者葉仲華, 周文衎, 姚友芳, 宋志東, 張 杰, 戴永勝, 李寶山, 王超宇, 王飛, 符光強, 肖圣磊, 郭玉紅 申請人:南京理工大學