一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器，包括適用于表面貼裝的輸入/輸出接口、以帶狀線結構實現(xiàn)的兩個多級并聯(lián)諧振單元模塊，上述結構均采用多層低溫共燒陶瓷工藝技術實現(xiàn)。本發(fā)明具有頻率覆蓋廣、插損小、重量輕、體積小、可靠性高、電性能好、設計快捷和制造簡單，成品率高、性能優(yōu)等優(yōu)點，適用于相應微波頻段的通信、數(shù)字雷達、無線通信手持終端等對體積、電性能、溫度穩(wěn)定性和可靠性有苛刻要求的場合和相應的系統(tǒng)中。
【專利說明】一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種濾波器，特別是一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器。

【背景技術】
[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成為目前微波/射頻領域的發(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。在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)以及微波毫米波通信、雷達等系統(tǒng)中，當系統(tǒng)中用到多個中心頻率臨近的濾波器時，為減小鄰道間的相互干擾，需要濾波器阻帶抑制非常高，特別是在一些國防尖端設備中，為保證系統(tǒng)性能，對濾波器電性能及其尺寸要求尤為苛刻。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指標有: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、插入相移和時延頻率特性、溫度穩(wěn)定性、體積、重量、可靠性等。
[0003]低溫共燒陶瓷是一種電子封裝技術，采用多層陶瓷技術，能夠將無源元件內置于介質基板內部，同時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。LTCC技術在成本、集成封裝、布線線寬和線間距、低阻抗金屬化、設計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，已成為無源集成的主流技術。其具有高Q值，便于內嵌無源器件，散熱性好，可靠性高，耐高溫，沖震等優(yōu)點，利用LTCC技術，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技術具有三維立體集成優(yōu)勢，在微波頻段被廣泛用來制造各種微波無源元件，實現(xiàn)無源元件的高度集成?；贚TCC工藝的疊層技術，可以實現(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、批量生產性能一致性好及低成本等諸多優(yōu)點，利用其三維集成結構特點，可以實現(xiàn)具有邊帶陡峭高阻帶抑制性能的LTCC濾波器。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種運用級聯(lián)技術實現(xiàn)體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、結構簡單、成品率高、設計快捷和制造簡單，成品率高、性能優(yōu)的微型帶通濾波器。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是:一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器，包括表面貼裝的歐姆阻抗輸入端口 P、輸入電感in、第一并聯(lián)諧振模塊U、串聯(lián)耦合連接電感、第二并聯(lián)諧振模塊U、輸出電感out、表面貼裝的歐姆阻抗輸出端口 P ;第一并聯(lián)諧振模塊U由第一級并聯(lián)諧振單元、第二級并聯(lián)諧振單元、第三級并聯(lián)諧振單元、第四級并聯(lián)諧振單元、第五級并聯(lián)諧振單元、第六級并聯(lián)諧振單元、第一 Z形級間耦合帶狀線組成。第二并聯(lián)諧振模塊U由第七級并聯(lián)諧振單元、第八級并聯(lián)諧振單元、第九級并聯(lián)諧振單元、第十級并聯(lián)諧振單元、第i^一級并聯(lián)諧振單元、第十二級并聯(lián)諧振單元、第二 Z形級間耦合帶狀線組成；第一并聯(lián)諧振模塊與第二并聯(lián)諧振模塊對稱，對稱中心為串聯(lián)耦合連接電感，第一并聯(lián)諧振模塊與第二并聯(lián)諧振模塊通過串聯(lián)耦合連接電感級聯(lián)，第一并聯(lián)諧振模塊中，第一級并聯(lián)諧振單元、第二級并聯(lián)諧振單元、第三級并聯(lián)諧振單元、第四級并聯(lián)諧振單元、第五級并聯(lián)諧振單元、第六級并聯(lián)諧振單元、均為兩層，且每層均在同一平面，第一級并聯(lián)諧振單元、由第一層帶狀線、第二層帶狀線并聯(lián)而成，第二級并聯(lián)諧振單元、由第一層帶狀線、第二層帶狀線并聯(lián)而成，第三級并聯(lián)諧振單元、由第一層帶狀線、第二層帶狀線并聯(lián)而成，第四級并聯(lián)諧振單元、由第一層帶狀線、第二層帶狀線并聯(lián)而成，第五級并聯(lián)諧振單元、由第一層帶狀線、第二層帶狀線并聯(lián)而成，第六級并聯(lián)諧振單元、由第一層帶狀線、第二層帶狀線并聯(lián)而成；第二并聯(lián)諧振模塊中，第七級并聯(lián)諧振單元、第八級并聯(lián)諧振單元、第九級并聯(lián)諧振單元、第十級并聯(lián)諧振單元、第i^一級并聯(lián)諧振單元、第十二級并聯(lián)諧振單元、均與第一并聯(lián)諧振模塊對稱；輸入端口 P通過輸入電感in與第一級并聯(lián)諧振單元中的第二層帶狀線連接，輸出端口 P通過輸出電感out與第八級并聯(lián)諧振單元中的第二層帶狀線連接；所述的第一級并聯(lián)諧振單元、第二級并聯(lián)諧振單元、第三級并聯(lián)諧振單元、第四級并聯(lián)諧振單元、第五級并聯(lián)諧振單元、第七級并聯(lián)諧振單元、分別接地、第八級并聯(lián)諧振單元、第九級并聯(lián)諧振單元、第十級并聯(lián)諧振單元、第十一級并聯(lián)諧振單元、第十二級并聯(lián)諧振單元、分別接地。其中第一層所有帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，第二層帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，且接地端方向與第一層接地端相反。第一 Z形級間耦合帶狀線、第一Z形級間耦合帶狀線兩端均接地。
[0006] 與現(xiàn)有技術相比，由于本發(fā)明采用低損耗低溫共燒陶瓷材料和三維立體集成，所帶來的顯著優(yōu)點是:(I)帶內平坦、通帶內插損低；(2)濾波器邊帶陡峭；(3)體積小、重量輕、可靠性高；(4)電性能優(yōu)異，阻帶抑制高；(5)電路實現(xiàn)結構簡單，可實現(xiàn)大批量生產；
[6]設計快捷和制造簡單；(7)使用安裝方便，可以使用全自動貼片機安裝和焊接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器的外形及內部結構示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器輸出端的幅頻特性曲線。
[0009]圖3是本發(fā)明一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器的相頻特性曲線。
[0010]圖4是本發(fā)明一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器輸入端口的駐波特性曲線。

【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0012]結合圖1，本發(fā)明一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器，該微型帶通濾波器包括表面貼裝的50歐姆阻抗輸入端口 P1、輸入電感Lin、第一并聯(lián)諧振模塊U1、串聯(lián)耦合連接電感L67、第二并聯(lián)諧振模塊U2、輸出電感Lout、表面貼裝的50歐姆阻抗輸出端口 P2 ;第一并聯(lián)諧振模塊Ul由第一級并聯(lián)諧振單元L1、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、第四級并聯(lián)諧振單元L4、C4、第五級并聯(lián)諧振單元L5、C5、第六級并聯(lián)諧振單元L6、C6、第一 Z形級間耦合帶狀線LCl組成。第二并聯(lián)諧振模塊U2由第七級并聯(lián)諧振單元L7、C7、第八級并聯(lián)諧振單元L8、C8、第九級并聯(lián)諧振單元L9、C9、第十級并聯(lián)諧振單元L10、C10、第十一級并聯(lián)諧振單元L11、C11、第十二級并聯(lián)諧振單元Li2、ci2、第二 z形級間耦合帶狀線LC2組成；第一并聯(lián)諧振模塊與第二并聯(lián)諧振模塊對稱，對稱中心為串聯(lián)耦合連接電感L45，第一并聯(lián)諧振模塊與第二并聯(lián)諧振模塊通過串聯(lián)耦合連接電感L45級聯(lián)，第一并聯(lián)諧振模塊中，第一級并聯(lián)諧振單元L1、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、第四級并聯(lián)諧振單元L4、C4、第五級并聯(lián)諧振單元L5、C5、第六級并聯(lián)諧振單元L6、C6均為兩層，且每層均在同一平面，第一級并聯(lián)諧振單元L1、Cl由第一層帶狀線Cl、第二層帶狀線LI并聯(lián)而成，第二級并聯(lián)諧振單元L2、C2由第一層帶狀線C2、第二層帶狀線L2并聯(lián)而成，第三級并聯(lián)諧振單元L3、C3由第一層帶狀線C3、第二層帶狀線L3并聯(lián)而成，第四級并聯(lián)諧振單元L4、C4由第一層帶狀線C4、第二層帶狀線L4并聯(lián)而成，第五級并聯(lián)諧振單元L5、C5由第一層帶狀線C5、第二層帶狀線L5并聯(lián)而成，第六級并聯(lián)諧振單元L6、C6由第一層帶狀線C6、第二層帶狀線L6并聯(lián)而成；第二并聯(lián)諧振模塊中，第七級并聯(lián)諧振單元L7、C7、第八級并聯(lián)諧振單元L8、C8、第九級并聯(lián)諧振單元L9、C9、第十級并聯(lián)諧振單元L10、C1、第十一級并聯(lián)諧振單元L11、C11、第十二級并聯(lián)諧振單元L12、C12均與第一并聯(lián)諧振模塊對稱；輸入端口 Pl通過輸入電感Lin與第一級并聯(lián)諧振單元中的第二層帶狀線LI連接，輸出端口 P2通過輸出電感Lout與第八級并聯(lián)諧振單元中的第二層帶狀線L12連接；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、第三級并聯(lián)諧振單元L3、C3、第四級并聯(lián)諧振單元L4、C4、第五級并聯(lián)諧振單元L5、C5、第七級并聯(lián)諧振單元L7、C7分別接地、第八級并聯(lián)諧振單元L8、CS、第九級并聯(lián)諧振單元L9、C9、第十級并聯(lián)諧振單元L10、C10、第十一級并聯(lián)諧振單元L11、C11、第十二級并聯(lián)諧振單元L12、ci2分別接地。其中第一層所有帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，第二層帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，且接地端方向與第一層接地端相反。第一 Z形級間耦合帶狀線LC1、第一 Z形級間耦合帶狀線LC2兩端均接地。
[0013]結合圖1，本發(fā)明一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器，包括表面貼裝的50歐姆阻抗輸入端口 Pl、輸入電感Lin、第一并聯(lián)諧振模塊Ul、串聯(lián)耦合連接電感L67、第二并聯(lián)諧振模塊U2、輸出電感Lout、表面貼裝的50歐姆阻抗輸出端口 P2和接地端均采用多層低溫共燒陶瓷工藝實現(xiàn)。
[0014]結合圖1，本發(fā)明一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器，在傳輸零點的設計上，采用第一 Z形級間耦合帶狀線LCl在第二級并聯(lián)諧振單元L2 C2和第五級并聯(lián)諧振單元L5 C5之間引入交叉耦合，第二 Z形級間耦合帶狀線LC2在第八級并聯(lián)諧振單元L8 CS和第i^一級并聯(lián)諧振單元Lll Cll之間引入交叉耦合，從而可以在上邊帶和下邊帶分別產生傳輸零點。通過調整Z形級間耦合帶狀線的大小、位置，可以改變傳輸零點的位置。
[0015]一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器，由于是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圖形在大約900°C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。
[0016]本發(fā)明一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器的尺寸僅為9.6mmX 4.2mmX 1.5mm,其性能可從圖2、圖3、圖4看出，通帶帶寬為3.1GHz?3.4GHz，通帶內最小插入損耗為2.64dB，輸入端口回波損耗均優(yōu)于20dB，上邊帶抑制優(yōu)于70dB，下邊帶抑制優(yōu)于65dB，與其他現(xiàn)有濾波器相比，其抑制更高。端口相頻呈線性變化，輸入端口駐波比優(yōu)于1.2。
【權利要求】
1.一種多級模塊化高阻帶抑制濾波器，其特征在于:包括表面貼裝的50歐姆阻抗輸入端口(P1)、輸入電感(Lin)、第一并聯(lián)諧振模塊(Ul )、串聯(lián)耦合連接電感(L67)、第二并聯(lián)諧振模塊(U2)、輸出電感(Lout)和表面貼裝的50歐姆阻抗輸出端口(P2);第一并聯(lián)諧振模塊(Ul)由第一級并聯(lián)諧振單元(L1、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)、第四級并聯(lián)諧振單元(L4、C4)、第五級并聯(lián)諧振單元(L5、C5)、第六級并聯(lián)諧振單元(L6、C6)和第一 Z形級間耦合帶狀線(LCl)組成；第二并聯(lián)諧振模塊(U2)由第七級并聯(lián)諧振單元(L7、C7)、第八級并聯(lián)諧振單元(L8、CS)、第九級并聯(lián)諧振單元(L9、C9)、第十級并聯(lián)諧振單元(L10、C10)、第i^一級并聯(lián)諧振單元(Lll、C11)、第十二級并聯(lián)諧振單元(L12、C12)和第二 Z形級間耦合帶狀線(LC2)組成；第一并聯(lián)諧振模塊與第二并聯(lián)諧振模塊對稱，對稱中心為串聯(lián)耦合連接電感(L45)，第一并聯(lián)諧振模塊與第二并聯(lián)諧振模塊通過串聯(lián)耦合連接電感(L45)級聯(lián)，第一并聯(lián)諧振模塊中，第一級并聯(lián)諧振單元(L1、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)、第四級并聯(lián)諧振單元(L4、C4)、第五級并聯(lián)諧振單元(L5、C5)、第六級并聯(lián)諧振單元(L6、C6)均為兩層，且每層均在同一平面，第一級并聯(lián)諧振單元(L1、Cl)由第一層帶狀線(Cl)、第二層帶狀線(LI)并聯(lián)而成，第二級并聯(lián)諧振單元(L2、C2)由第一層帶狀線(C2)、第二層帶狀線(L2)并聯(lián)而成，第三級并聯(lián)諧振單元(L3、C3)由第一層帶狀線(C3)、第二層帶狀線(L3)并聯(lián)而成，第四級并聯(lián)諧振單元(L4、C4)由第一層帶狀線(C4)、第二層帶狀線(L4)并聯(lián)而成，第五級并聯(lián)諧振單元(L5、C5)由第一層帶狀線(C5)、第二層帶狀線(L5)并聯(lián)而成，第六級并聯(lián)諧振單元(L6、C6)由第一層帶狀線(C6)、第二層帶狀線(L6)并聯(lián)而成；第二并聯(lián)諧振模塊中，第七級并聯(lián)諧振單元(L7、C7)、第八級并聯(lián)諧振單元(L8、CS)、第九級并聯(lián)諧振單元(L9、C9)、第十級并聯(lián)諧振單元(L10、C10)、第i^一級并聯(lián)諧振單元(Lll、C11)、第十二級并聯(lián)諧振單元(L12、C12)均與第一并聯(lián)諧振模塊對稱，每級并聯(lián)諧振單元均為兩層，每層均在同一平面；輸入端口(Pl)通過輸入電感(Lin)與第一級并聯(lián)諧振單元中的第二層帶狀線(LI)連接，輸出端口(P2)通過輸出電感(Lout)與第八級并聯(lián)諧振單元中的第二層帶狀線(L12)連接；所述第一級并聯(lián)諧振單元(L1、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)、第四級并聯(lián)諧振單元(L4、C4)、第五級并聯(lián)諧振單元(L5、C5)、第七級并聯(lián)諧振單元(L7、C7)分別接地，第八級并聯(lián)諧振單元(L8、CS)、第九級并聯(lián)諧振單元(L9、C9)、第十級并聯(lián)諧振單元(L10、C10)、第十一級并聯(lián)諧振單元(Lll、C11)、第十二級并聯(lián)諧振單元(L12、C12)分別接地；其中第一層所有帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，第二層帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，且接地端方向與第一層接地端相反；第一 Z形級間耦合帶狀線(LC1)、第一 Z形級間耦合帶狀線(LC2)兩端均接地。
2.根據(jù)權利要求1所述的多級模塊化高阻帶抑制濾波器，其特征在于:表面貼裝的50歐姆阻抗輸入端口(P1)、輸入電感(Lin)、第一并聯(lián)諧振模塊(U1)、串聯(lián)耦合連接電感(L67)、第二并聯(lián)諧振模塊(U2)、輸出電感(Lout)、表面貼裝的50歐姆阻抗輸出端口(P2)和接地端均采用多層低溫共燒陶瓷工藝實現(xiàn)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的多級模塊化高阻帶抑制濾波器，其特征在于:輸入端口(Pl)通過輸入電感(Lin)與第一級并聯(lián)諧振單元中的第二層帶狀線(LI)連接，第一并聯(lián)諧振模塊(Ul)通過串聯(lián)耦合連接電感(L67)與第二并聯(lián)諧振模塊(U2)級聯(lián)，輸出端口(P2)通過輸出電感(Lout)與第十二級并聯(lián)諧振單元中的第二層帶狀線(L12)連接。
【文檔編號】H01P1/203GK104377410SQ201410649552
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權日:2014年11月14日
【發(fā)明者】戴永勝, 陳相治, 叢正華, 張曉明, 邊潔平 申請人:南京波而特電子科技有限公司