基于ltcc的超小型高性能低通濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于LTCC的超小型高性能低通濾波器，包括外部表貼的50歐姆輸入/輸出接口、兩個(gè)接地端口、兩個(gè)空端口以及內(nèi)部集成的多層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的三個(gè)并聯(lián)諧振單元和三個(gè)接地電容，上述結(jié)構(gòu)均采用LTCC工藝實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的濾波器具有過(guò)渡帶陡峭、插損小、駐波好、重量輕、體積小、可靠性高、電性能好、溫度穩(wěn)定性好、電性能批量一致性好、成本低、可大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于相應(yīng)微波頻段的通信以及對(duì)體積、電性能、溫度穩(wěn)定性和可靠性有苛刻要求的場(chǎng)合和相應(yīng)的系統(tǒng)中。
【專利說(shuō)明】
基于LTCC的超小型高性能低通濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種濾波器，特別是一種基于LTCC的超小型高性能低通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信及國(guó)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(duì)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(guó)防尖端設(shè)備中，現(xiàn)在的使用頻段已經(jīng)相當(dāng)擁擠，所以對(duì)于濾波器的性能提出了更高的要求特別是過(guò)渡帶的陡峭性以及尺寸方面的要求。
[0003]LTCC工藝具有元件集成度高的特點(diǎn)，特別是在要求小型化的射頻電路系統(tǒng)中，器件尺寸成為一個(gè)器件評(píng)估的重要指標(biāo)，本例中克服了在極小尺寸下實(shí)現(xiàn)高性能的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高性能、小型化、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的新型超小型高性能低通通濾波器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于LTCC的集總結(jié)構(gòu)的新型類似BGA封裝的體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、成品率高、批量一致性好、造價(jià)低、溫度性能穩(wěn)定的低通濾波器。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種基于LTCC的超小型高性能低通濾波器，其整體外形為一個(gè)長(zhǎng)方體，其中包括表貼的50歐姆阻抗輸入端口 IN、輸出端口0UT、第一接地端GND1、第二接地端GND2、第一空端口 NC1、第二空端口 NC2、第一屏蔽層SD1、第二屏蔽層SD2、屏蔽層連接柱VIA0、接地端連接柱第一通孔VIAl、第二通孔VIA2、內(nèi)部集成的多層結(jié)構(gòu)的電感電容第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4以及連接這些電感電容的圓柱通孔第三通孔VIA3、第四通孔VIA4、第五通孔VIA5、第六通孔VIA6、第七通孔VIA7、第八通孔VIA8、第九通孔VIA9、第十通孔VIAlO、第^^一通孔VIAl 1、第十二通孔VIAl2 ο各個(gè)端口輸入端口 IN、輸出端口 OUT、第一接地端GND1、第二接地端GND2、第一空端口NCl、第二空端口NC2均在同一平面上，且在濾波器的表面，第一屏蔽層SDl和第二屏蔽層SD2所在平面與各個(gè)端口所在平面平行且關(guān)于濾波器的中心平面上下對(duì)稱，且第一屏蔽層SDl通過(guò)第一通孔VIAl和第二通孔VIA2分別與第一接地端GNDl和第二接地端GND2連接，在兩個(gè)屏蔽層之間的空間集成了三級(jí)并聯(lián)諧振單元和三個(gè)接地電容C4、C5、C6以及電感電容之間的連接通孔，第一級(jí)諧振單元由L1、C1構(gòu)成，第二級(jí)諧振單元由L2、C2構(gòu)成，第三級(jí)諧振單元由L3、C3構(gòu)成，第三通孔VIA3兩端分別連接輸入端口 IN和第四電容C4，第四通孔VIA4兩端分別連接第四電容C4和第一電感LI，第五通孔VIA5兩端分別連接第一電感LI和第一電容Cl，第六通孔VIA6兩端分別連接第一電容Cl和第五電容C5，第七通孔VIA7和第八通孔VIA8兩端分別連接第二電感L2和第二電容C2，第九通孔VIA9兩端分別連接第二電感L2和第六電容C6，第十通孔VIAlO和第^^一通孔VIAl I兩端分別連接第三電感L3和第三電容C3，第十二通孔VIA12兩端分別連接輸出端口 OUT和第三電感L3。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用LTCC工藝實(shí)現(xiàn)，帶來(lái)的顯著優(yōu)點(diǎn)有:(1)帶內(nèi)平坦、通帶內(nèi)插損低；(2)濾波器過(guò)渡帶陡峭；(3)體積小、重量輕、可靠性高；(4)電性能優(yōu)異，阻帶抑制高；(5)使用安裝方便，易于系統(tǒng)中與其他系統(tǒng)集成。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明基于LTCC的超小型高性能低通濾波器的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明基于LTCC的超小型高性能低通濾波器輸出端口的傳輸參數(shù)和輸入端口的反射參數(shù)的特性曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0010]結(jié)合圖1，本發(fā)明基于LTCC的超小型高性能低通濾波器，該濾波器其整體外形為一個(gè)長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其中包括表貼的50歐姆阻抗輸入端口 IN、輸出端口 OUT、第一接地端GND1、第二接地端GND2、第一空端口 NCl、第二空端口 NC2、第一屏蔽層SDl、第二屏蔽層SD2、屏蔽層連接柱VIA0、接地端連接柱第一通孔VIAl、第二通孔VIA2、內(nèi)部集成的多層結(jié)構(gòu)的電感電容第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4以及連接這些電感電容的圓柱通孔第三通孔VIA3、第四通孔VIA4、第五通孔VIA5、第六通孔VIA6、第七通孔VIA7、第八通孔VIA8、第九通孔VIA9、第十通孔VIAlO、第^^一通孔VIAl 1、第十二通孔VIAl2 ο各個(gè)端口輸入端口 IN、輸出端口 OUT、第一接地端GNDl、第二接地端GND2、第一空端口 NCl、第二空端口 NC2均在同一平面上，且在濾波器的表面，第一屏蔽層SDl和第二屏蔽層SD2所在平面與各個(gè)端口所在平面平行且關(guān)于濾波器的中心平面上下對(duì)稱，且第一屏蔽層SDl通過(guò)第一通孔VIAl和第二通孔VIA2分別與第一接地端GNDl和第二接地端GND2連接，在兩個(gè)屏蔽層之間的空間集成了三級(jí)并聯(lián)諧振單元和三個(gè)接地電容C4、C5、C6以及電感電容之間的連接通孔，第一級(jí)諧振單元由L1、C1構(gòu)成，第二級(jí)諧振單元由L2、C2構(gòu)成，第三級(jí)諧振單元由L3、C3構(gòu)成，第三通孔VIA3兩端分別連接輸入端口 IN和第四電容C4，第四通孔VIA4兩端分別連接第四電容C4和第一電感LI，第五通孔VIA5兩端分別連接第一電感LI和第一電容Cl，第六通孔VIA6兩端分別連接第一電容Cl和第五電容C5，第七通孔VIA7和第八通孔VIA8兩端分別連接第二電感L2和第二電容C2，第九通孔VIA9兩端分別連接第二電感L2和第六電容C6，第十通孔VIAlO和第^^一通孔VIAl I兩端分別連接第三電感L3和第三電容C3，第十二通孔VIA12兩端分別連接輸出端口 OUT和第三電感L3。
[0011]本發(fā)明基于LTCC的超小型高性能低通濾波器在具有極好過(guò)渡帶陡峭性，極低插損等濾波器性能的同時(shí)，具有尺寸極小的特點(diǎn)，尺寸僅為1.6mm X 0.8mm X 0.5mm。
[0012]為了充分反映本發(fā)明中濾波器的性能，采用了Ansoft公司的HFSS仿真軟件進(jìn)行建模、仿真，得到的輸出端口的傳輸參數(shù)和輸入端口的反射參數(shù)曲線如圖2所示，橫坐標(biāo)為掃描頻率，縱坐標(biāo)為分S21和Sll的分貝數(shù)，由ml可以看到該低通濾波器的通帶范圍(DC—2.025GHz)內(nèi)，插入損耗最大才不到1.37dB，由m2、m3可以看到通帶外2.4GHz處抑制度已經(jīng)達(dá)到20dB以上，而且?guī)飧叨艘种贫群芨撸?GHz處達(dá)到-26dB以下，由m4可以看到通帶內(nèi)輸入端口回波損耗均優(yōu)于_17dB，反映出了優(yōu)異的濾波器性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于LTCC的超小型高性能低通濾波器，其特征在于:包括表貼的50歐姆阻抗輸入端口(IN)、輸出端口(OUT)、第一接地端(GNDl)、第二接地端(GND2)、第一空端口(NCl)、第二空端口(NC2)、第一屏蔽層(SDl)、第二屏蔽層(SD2)、屏蔽層連接柱(VIAO)、接地端連接柱(第一通孔(VIA1)、第二通孔(VIA2))、內(nèi)部集成的多層結(jié)構(gòu)的電感電容第一電感(LI)、第二電感(L2)、第三電感(L3)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第四電容(C4)，以及連接這些電感電容的圓柱通孔第三通孔(VIA3)、第四通孔(VIA4)、第五通孔(VIA5)、第六通孔(VIA6)、第七通孔(VIA7)、第八通孔(VIA8)、第九通孔(VIA9)、第十通孔(VIA10)、第十一通孔(VIAll)、第十二通孔(VIA12);輸入端口(IN)、輸出端口(0UT)、第一接地端(GNDl)、第二接地端(GND2)、第一空端口(NC1)、第二空端口(NC2)均在同一平面上，且在濾波器的表面，第一屏蔽層(SDl)和第二屏蔽層(SD2)所在平面與各個(gè)端口所在平面平行且關(guān)于濾波器的中心平面上下對(duì)稱，且第一屏蔽層(SDl)通過(guò)第一通孔(VIAl)和第二通孔(VIA2)分別與第一接地端(GNDl)和第二接地端(GND2)連接，在兩個(gè)屏蔽層之間的空間集成了三級(jí)并聯(lián)諧振單元和三個(gè)接地電容(C4、C5、C6)以及電感電容之間的連接通孔，第一級(jí)諧振單元由L1、Cl構(gòu)成，第二級(jí)諧振單元由L2、C2構(gòu)成，第三級(jí)諧振單元由L3、C3構(gòu)成，第三通孔(VIA3)兩端分別連接輸入端口(IN)和第四電容(C4)，第四通孔(VIA4)兩端分別連接第四電容(C4)和第一電感(LI)，第五通孔(VIA5)兩端分別連接第一電感(LI)和第一電容(Cl)，第六通孔(VIA6)兩端分別連接第一電容(Cl)和第五電容(C5)，第七通孔(VIA7)和第八通孔(VIA8)兩端分別連接第二電感(L2)和第二電容(C2)，第九通孔(VIA9)兩端分別連接第二電感(L2)和第六電容(C6)，第十通孔(VIAlO)和第^^一通孔(VIAll)兩端分別連接第三電感(L3)和第三電容(C3)，第十二通孔(VIA12)兩端分別連接輸出端口(OUT)和第三電感(L3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LTCC的超小型高性能低通濾波器，其特征在于:輸入端口(IN)、輸出端口(0UT)、第一接地端(GND1)、第二接地端(GND2)、第一空端口(NC1)、第二空端口(NC2)、第一屏蔽層(SD1)、第二屏蔽層(SD2)、屏蔽層連接柱(VIA0)、接地端連接柱(第一通孔(VIA1)、第二通孔(VIA2))、內(nèi)部集成的多層結(jié)構(gòu)的電感電容第一電感(LI)、第二電感(L2)、第三電感(L3)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第四電容(C4)以及連接這些電感電容的圓柱通孔第三通孔(VIA3)、第四通孔(VIA4)、第五通孔(VIA5)、第六通孔(VIA6)、第七通孔(VIA7)、第八通孔(VIA8)、第九通孔(VIA9)、第十通孔(VIA10)、第^^一通孔(VIA11)、第十二通孔(VIA12)均采用低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H01P1/20GK106025455SQ201610383923
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】王鑫, 李博文, 戴永勝
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)