三維集成超小型帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功分器，特別是一種三維集成超小型帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]如今無(wú)論是軍用的雷達(dá)、電子探測(cè)、電子對(duì)抗等，還是民用的手機(jī)通信、電視、遙控，都需要將電子信號(hào)分配處理，這就需要用到一種重要的微波無(wú)源器件一濾波器。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)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功分器器已經(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、通帶插入損耗、輸出端口相位差、、通帶輸入/輸出電壓駐波比、插入相移和時(shí)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(shù)，采用多層陶瓷技術(shù)，能夠?qū)o(wú)源元件內(nèi)置于介質(zhì)基板內(nèi)部，同時(shí)也可以將有源元件貼裝于基板表面制成無(wú)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(jì)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(diǎn)，已成為無(wú)源集成的主流技術(shù)。其具有高Q值，便于內(nèi)嵌無(wú)源器件，散熱性好，可靠性高，耐高溫，沖震等優(yōu)點(diǎn)，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。利用其三維集成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)三維集成超小型內(nèi)置吸收電阻功分器。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)帶通濾波器進(jìn)行了大量的研宄，低頻段占用體積太大，集成度不高，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足小型化的要求。此外，目前的大多數(shù)濾波器，如果要抑制通帶附近的雜波頻率，阻帶內(nèi)的衰減就顯得不足了。因此，如何實(shí)現(xiàn)具有濾波特性好的微型帶通濾波器，已成為業(yè)界急需解決的問(wèn)題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種通帶內(nèi)插入損耗小、可靠性高、集成度高、尺寸小的三維集成超小型帶通濾波器。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:一種三維集成超小型帶通濾波器，包括一個(gè)輸入端口、一個(gè)輸出端口、輸入電感、輸出電感、第一螺旋電感、第二螺旋電感、第三螺旋電感、第四螺旋電感、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、一個(gè)級(jí)間耦合電容和一個(gè)字形交叉耦合電容。其中輸入端口與輸入電感連接，輸出端口與輸出電感連接，輸入電感的另一端與第一螺旋電感的輸入端連接，第一螺旋電感的輸出端與第一電容的輸入極板相連接，第二螺旋電感的輸出端與第二電容的輸入極板相連接，第三螺旋電感的輸出端與第三電容的輸入極板相連接，第四螺旋電感的輸出端與第四電容的輸入極板相連接，輸出電感的另一端與第四螺旋電感的輸出端連接。其中Z字形交叉耦合電容位于第一螺旋電感、第一電容、第四螺旋電感和第四電容的上方，兩端分別與地相連。級(jí)間耦合電容位于第二電容和第三電容的下方，與其它元件無(wú)連接。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)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(lái)的顯著優(yōu)點(diǎn)是:(I)帶外抑制大、插損??；(2)體積小、重量輕、可靠性高；(3)使用安裝方便，可以使用全自動(dòng)貼片機(jī)安裝和焊接；(4)成本低、電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明三維集成超小型帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明三維集成超小型帶通濾波器插入損耗和駐波的仿真曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明是一種三維集成超小型帶通濾波器，采用了多層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，具有帶通濾波的功能。
[0012]結(jié)合圖1，本發(fā)明一種三維集成超小型內(nèi)置吸收電阻功分器，包括一個(gè)輸入端口P1、一個(gè)輸出端口 P2、輸入電感Lin、輸出電感Lout、第一螺旋電感L1、第二螺旋電感L2、第三螺旋電感L3、第四螺旋電感L4、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、一個(gè)級(jí)間耦合電容W、一個(gè)Z字形交叉耦合電容Z以及接地板GND。其中輸入端口 Pl與輸入電感Lin連接，輸出端口 P2與輸出電感Lout連接，輸入電感Lin的另一端與第一螺旋電感LI的輸入端連接，第一螺旋電感LI輸出端與第一電容(Cl)的輸入極板相連接，第二螺旋電感L2的輸出端與第二電容C2的輸入極板相連接，第三螺旋電感L3的輸出端與第三電容C3的輸入極板相連接，第四螺旋電感L4的輸出端與第四電容C4的輸入極板相連接，輸出電感Lout的另一端與第四螺旋電感L4的輸出端連接。其中Z字形交叉耦合電容Z位于第一螺旋電感L1、第一電容Cl、第四螺旋電感L4和第四電容C4的上方，兩端分別與地相連。級(jí)間耦合電容W位于第二電容C2和第三電容C3的下方，與其它元件無(wú)連接。
[0013]結(jié)合圖1，一種三維集成超小型帶通濾波器，其特征在于，所述第一螺旋電感L1、第二螺旋電感L2、第三螺旋電感L3、第四螺旋電感L4主要是通過(guò)一定長(zhǎng)度且寬度較窄的傳輸線來(lái)構(gòu)成，采用了疊層結(jié)構(gòu)，層間通過(guò)圓柱通孔相連，使其在垂直方向上的延伸縮減了水平方向上的延伸，從而減小了水平方向的面積從而縮小了整個(gè)器件的體積。所述第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4和所述第一螺旋電感L1、第二螺旋電感L2、第三螺旋電感L3、第四螺旋電感L4和級(jí)間耦合電容W均采用集總LC結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，輸入電感Lin、輸出電感Lout、Z字形交叉耦合電容均采用分布參數(shù)的帶狀線來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0014]結(jié)合圖1，本發(fā)明三維集成超小型帶通濾波器，其中帶通濾波器采用了四級(jí)并聯(lián)諧振，四個(gè)諧振腔之間既存在感性耦合又存在容性耦合。第一螺旋電感LI和第一電容Cl構(gòu)成了帶通濾波器的第一級(jí)并聯(lián)諧振單元，第二螺旋電感L2和第二電容C2構(gòu)成了帶通濾波器的第二級(jí)并聯(lián)諧振單元，第三螺旋電感L3和第一電容C3構(gòu)成了帶通濾波器的第三級(jí)并聯(lián)諧振單元，第四螺旋電感L4和第一電容C4構(gòu)成了帶通濾波器的第四級(jí)并聯(lián)諧振單元，。第一級(jí)諧振單元和第二級(jí)諧振單元通過(guò)螺旋電感L1、第二螺旋電感L2形成的耦合電感和第一電容Cl、第二電容C2形成的耦合電容進(jìn)行耦合，第二級(jí)諧振單元和第三級(jí)諧振單元通過(guò)第二螺旋電感L2、第三螺旋電感L3形成的耦合電感和第二電容C2、第三電容C3形成的耦合電容進(jìn)行耦合，第三級(jí)諧振單元和第四級(jí)諧振單元通過(guò)第三螺旋電感L3、第四螺旋電感L4形成的耦合電感和第三電容C3、第四電容C4形成的耦合電容進(jìn)行耦合，Z字形交叉耦合電容Z在第一級(jí)并聯(lián)諧振單元和第四級(jí)并聯(lián)諧振單元之間引入了一個(gè)交叉耦合電容，從而在通帶內(nèi)兩側(cè)各引入了一個(gè)傳輸零點(diǎn)，級(jí)間耦合電容W在第二電容C2和第三電容C3之間引入兩人一個(gè)耦合電容，以此來(lái)加強(qiáng)第二諧振單元和第三諧振單元間的耦合強(qiáng)度。
[0015]結(jié)合圖1，本發(fā)明是一種三維集成超小型帶通濾波器，其中可以通過(guò)改變第一級(jí)諧振單元和第二級(jí)諧振單元、第二級(jí)諧振單元和第三級(jí)諧振單元、第三級(jí)諧振單元和第四級(jí)諧振單元之間的距離來(lái)調(diào)整級(jí)與級(jí)之間的耦合強(qiáng)