一種基于LTCC和DGS的Ku波段高性能濾波器組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濾波器組技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于LTCC和DGS的Ku波段高性能濾波器組。
【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，所以衛(wèi)星通信等尖端設(shè)備向著毫米波波段發(fā)展，所以微波毫米波波段濾波器已經(jīng)成為該波段接收和發(fā)射支路中的關(guān)鍵電子部件，描述這種部件性能的主要指標(biāo)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。然而在有的特殊情況下，對信號進(jìn)行不同頻率的篩選提出了新的要求，所以濾波器組在這種情況系提供了穩(wěn)定出色的應(yīng)用。
[0003]低溫共燒陶瓷(LTCC)是一種電子封裝技術(shù)，采用多層陶瓷技術(shù)，能夠?qū)o源元件內(nèi)置于介質(zhì)基板內(nèi)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(shù)在成本、集成封裝、布線線寬和線間距、低阻抗金屬化、設(shè)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(shù)。其具有高Q值，便于內(nèi)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(shù)，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(shù)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。基于LTCC工藝的疊層技術(shù)，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(chǎn)性能一致性好及低成本等諸多優(yōu)點，利用其三維集成結(jié)構(gòu)特點，可以實現(xiàn)本發(fā)明中的濾波器組。
[0004]如果只用一路濾波器，只能對一路信號進(jìn)行一個頻段的篩選，然而如果采用濾波器組，在綜合高性能開關(guān)芯片就可以實現(xiàn)不同頻段下的選擇與切換自如的同時實現(xiàn)高性能高效濾波。此外實現(xiàn)相同的性能參數(shù)的濾波器，采用LTCC工藝所需體積通常會比傳統(tǒng)的實現(xiàn)工藝(如微帶線或帶狀線結(jié)構(gòu))要大得多，因而在工程應(yīng)用上的優(yōu)勢就凸顯出來，采用LTCC工藝實現(xiàn)，會在盡可能小的體積內(nèi)，實現(xiàn)最優(yōu)化的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于LTCC和DGS的Ku波段高性能濾波器組，其能對一路信號在不同頻段下進(jìn)行自如地篩選，并且插入損耗小、駐波性能好、帶外抑制高、體積小、重量輕、可靠性高、使用方便、適用范圍廣、成品率高、批量一致性好、造價低。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于LTCC和DGS的Ku波段高性能濾波器組，包括單刀雙擲開關(guān)芯片、第一微波濾波器和第二微波濾波器；所述單刀雙擲開關(guān)芯片包括信號輸入端口、第一信號輸出端口、第二信號輸出端口、第一輸出選擇控制端和第二輸出選擇控制端；所述第一微波濾波器與第二微波濾波器結(jié)構(gòu)相同，均包括輸入端口、輸入引線電感、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、輸出引線電感、輸出端口、第一缺陷地結(jié)構(gòu)屏蔽層、第二缺陷地結(jié)構(gòu)屏蔽層、Z形級間耦合單元、第一接地端口和第二接地端口。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點在于，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，實現(xiàn)了濾波器頻率選擇性好、通帶響應(yīng)平坦、過渡帶陡峭、帶外抑制好、回波損耗小、插入損耗小的優(yōu)點；實現(xiàn)了微波開關(guān)插損小，駐波好的優(yōu)點；本發(fā)明采用了 DGS技術(shù)，對高次諧波的抑制好；本發(fā)明體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明基于LTCC和DGS的Ku波段高性能濾波器組整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是圖1中局部之濾波器(Filterl、Filter2)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3是本發(fā)明實施例中Filterl所在支路導(dǎo)通時兩個輸出端口的S參數(shù)幅頻特性曲線示意圖。
[0011]圖4是本發(fā)明實施例中Filterl所在支路導(dǎo)通時輸入端口的駐波特性曲線示意圖。
[0012]圖5是本發(fā)明實施例中Filter2所在支路導(dǎo)通時兩個輸出端口的S參數(shù)幅頻特性曲線示意圖。
[0013]圖6是本發(fā)明實施例中Filter2所在支路導(dǎo)通時輸入端口的駐波特性曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0014]容易理解，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實質(zhì)精神的情況下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以想象出本發(fā)明基于LTCC和DGS的Ku波段高性能濾波器組的多種實施方式。因此，以下【具體實施方式】和附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限制或限定。
[0015]結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明基于LTCC和DGS的Ku波段高性能濾波器組包括單刀雙擲開關(guān)芯片Switch、第一微波濾波器Filterl和第二微波濾波器Filter2。
[0016]單刀雙擲開關(guān)芯片Switch包括五個端口，分別為:信號輸入端口 RFIn，第一信號輸出端口 RFOutl和第二信號輸出端口 RF0ut2，第一輸出選擇控制端Vl和第二輸出選擇控制端V2。
[0017]第一微波濾波器Filterl與第二微波濾波器Filter2總體結(jié)構(gòu)相同，但是具體傳輸線的尺寸不同，工作在不同的頻段上，都是采用了 DGS和LTCC技術(shù)實現(xiàn)。第一微波濾波器Filterl與第二微波濾波器Filter2均包括50歐姆輸入端口 In、輸入引線電感Lin、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、輸出引線電感Lout、50歐姆表貼結(jié)構(gòu)的輸出端口 Out、第一缺陷地結(jié)構(gòu)屏蔽層DGSl和第二缺陷地結(jié)構(gòu)屏蔽層DGS2、一個Z形級間耦合單元ZL以及兩個表貼結(jié)構(gòu)的接地端口，即第一接地端口 Gndl和第二接地端口 Gnd2。
[0018]結(jié)合圖2，每級諧振單元均由平行放置的兩層傳輸線構(gòu)成，第一級并聯(lián)諧振單元由傳輸線Lll和L12構(gòu)成，第二級并聯(lián)諧振單元由傳輸線L21和L22構(gòu)成，第三級并聯(lián)諧振單元由傳輸線L31和L32構(gòu)成，第四級并聯(lián)諧振單元由傳輸線L41和L42構(gòu)成，第五級并聯(lián)諧振單元由傳輸線L51和L52構(gòu)成。
[0019]輸入引線電感Lin與各級諧振單元的第一層傳輸線L