一種基于ltcc的s波段功分濾波器的制造方法
【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的S波段功分濾波器。
【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(shí)延頻率特性、溫度穩(wěn)定性、體積、重量、可靠性等。功分器一直是各種微波集成電路中的重要組成部件，由于功分器可以進(jìn)行一路輸入信號(hào)的功率進(jìn)行任意比例的分配，因此將功分器與濾波器相連，可以擴(kuò)大濾波器的使用范圍。
[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(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。由于LTCC技術(shù)具有三維立體集成優(yōu)勢(shì)，在微波頻段被廣泛用來(lái)制造各種微波無(wú)源元件，實(shí)現(xiàn)無(wú)源元件的高度集成?；贚TCC工藝的疊層技術(shù)，可以實(shí)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(diǎn)，利用其三維集成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的功分濾波器。
[0004]傳統(tǒng)的濾波器，例如微帶濾波器，通常實(shí)現(xiàn)相同的性能參數(shù)，所需體積通常會(huì)比LTCC工藝實(shí)現(xiàn)要大得多，因而在工程應(yīng)用上的劣勢(shì)就凸顯出來(lái)。而且，傳統(tǒng)情況下采用的濾波器，只是對(duì)一路信號(hào)進(jìn)行篩選，選擇有用的信號(hào)，而本發(fā)明中的功分濾波器可以實(shí)現(xiàn)一路信號(hào)一分為二同時(shí)進(jìn)行濾波篩選所需要的信號(hào)，能夠解決特殊情況下的工程應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于LTCC的S波段功分濾波器，其頻率選擇性好、過(guò)渡帶陡峭、帶外抑制好、回波損耗小和功分器插入損耗小、隔離度高、相位一致性好，具有體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、使用方便、適用范圍廣、成品率高、批量一致性好、造價(jià)低、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于LTCC的S波段功分濾波器，包括S波段等分功分器、第一微波濾波器和第二微波濾波器；s波段等分功分器包括輸入端口、輸入引線、第一接地端、第二接地端、第一屏蔽層、第二屏蔽層、第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線、第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線、第一輸出引線、第二輸出引線以及電阻；其中，輸入引線、第一輸出引線、第二輸出引線互相平行，且第一輸出引線與第二輸出引線關(guān)于輸入引線的中心軸線對(duì)稱，第一屏蔽層與第二屏蔽層關(guān)于輸入引線所在平面對(duì)稱；輸入引線、第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線、第二1/4波長(zhǎng)傳輸線、第一輸出引線、第二輸出引線以及電阻在同一個(gè)平面上，第一屏蔽層和第二屏蔽層分別位于該平面的上方和下方；第一屏蔽層和第二屏蔽層在輸入引線垂直的方向上同時(shí)與第一接地端和第二接地端相連，輸入引線的一端連接輸入端口，另一端分兩路，分別連接第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線和第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線，第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線和第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線的另一端在分別連接第一輸出引線和第二輸出引線的同時(shí)跨接電阻。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)了濾波器頻率選擇性好、通帶響應(yīng)平坦、過(guò)渡帶陡峭、帶外抑制好、回波損耗小、插入損耗小的優(yōu)點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)了功分器功率分配均等、插入損耗小、隔離度高、相位一致性好的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異；本發(fā)明的電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明基于LTCC的S波段功分濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明中S波段等分功分器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3是本發(fā)明中第一微波濾波器和第二微波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4是本發(fā)明仿真試驗(yàn)中S波段功分濾波器兩個(gè)輸出端口的幅頻特性曲線圖。
[0012]圖5是本發(fā)明仿真試驗(yàn)中S波段功分濾波器輸入端口的駐波特性曲線圖。
[0013]圖6是本發(fā)明仿真試驗(yàn)中S波段功分濾波器兩個(gè)輸出端口信號(hào)間的相位差曲線圖。
【具體實(shí)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(shí)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的S波段功分濾波器的多種實(shí)施方式。因此，以下【具體實(shí)施方式】和附圖僅是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說(shuō)明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對(duì)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的S波段功分濾波器，包括S波段等分功分器P1、第一微波濾波器P2和第二微波濾波器P2。
[0016]S波段等分功分器Pl包括輸入端口 Port_In、輸入引線Linl、第一接地端GNDl、第二接地端GND2、第一屏蔽層Sdl、第二屏蔽層Sd2、第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線L1、第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線L2、第一輸出引線Loutl、第二輸出引線Lout2以及100歐姆電阻R100。其中，輸入引線Lin、第一輸出引線Loutl、第二輸出引線Lout2互相平行，且第一輸出引線Loutl與第二輸出引線Lout2關(guān)于輸入引線Linl的中心軸線對(duì)稱，第一屏蔽層Sdl與第二屏蔽層Sd2關(guān)于輸入引線Linl所在平面對(duì)稱。輸入引線Linl、第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線L1、第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線L2、第一輸出引線Loutl、第二輸出引線Lout2以及100歐姆電阻RlOO在同一個(gè)平面上，在此平面的上方和下方分別是第一屏蔽層Sdl與第二屏蔽層Sd2，兩個(gè)屏蔽層在輸入引線Linl垂直的方向上同時(shí)與第一接地端GNDl和第二接地端GND2相連，輸入引線Linl的一端連接輸入端口 Port_In，另一端分兩路，分別連接第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線LI和第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線L2，第一 1/4波長(zhǎng)傳輸線LI和第二 1/4波長(zhǎng)傳輸線L2的另一端在分別接第一輸出引線Loutl和第二輸出引線Lout2的同時(shí)跨接100歐姆電阻。
[0017]第一微波濾波器Pl與第二微波濾波器P2的結(jié)構(gòu)相同，均包括輸入引線電感Lin2、第一級(jí)并聯(lián)諧振單元、第二級(jí)并聯(lián)諧振單元、第三級(jí)并聯(lián)諧振單元、第四級(jí)并聯(lián)諧振單元、第五級(jí)并聯(lián)諧振單元、第六級(jí)并聯(lián)諧振單元、輸出引線電感Lout3、50歐姆表貼結(jié)構(gòu)的輸出端口 Port_0ut、第一 U形親合單元U1、第二 U形親合單元U2、Z形級(jí)間親合單元ZL、第三屏蔽層Sd3、第四屏蔽層Sd4、第三接地端GND3、第四接地端GND4。其中，每級(jí)諧振單元由平行放置的兩層傳輸線構(gòu)成，第一級(jí)并聯(lián)諧振單元由傳輸線Lll和L12構(gòu)成，第二級(jí)并聯(lián)諧振單元由傳輸線L21和L22構(gòu)成，第三級(jí)并聯(lián)諧振單元由傳輸線L31和L32構(gòu)成，第四級(jí)并聯(lián)諧振單元由傳輸線L41和L42構(gòu)成，第五級(jí)并聯(lián)諧振單元由傳輸線L51和L52構(gòu)成，第六級(jí)并聯(lián)諧振單元由傳輸線L61和L62構(gòu)成。輸入引線電感Lin2與每級(jí)并聯(lián)諧振單元中的第一層傳輸線LI 1、L21、L31、L41、L51、L61以及輸出引線電感Lout3在同一平面上，且第一層傳輸線L11、L21、L31、L41、L51、L61的一端均與第三接地端GND3相連，另一端均開(kāi)路，而每級(jí)并聯(lián)諧振單元中的第二層傳輸線L12、L22、L32、L42、L52、L62的一端均與第四接地端GND4相連，另一端均開(kāi)路，輸入引線電感Lin2的一端與第一級(jí)并聯(lián)諧振單元中的第一層傳輸線Lll的中部相連，另一端與第一輸出引線Loutl或者與第二輸出引線Lout2連接；輸出引線電感Lout3的一端與第六級(jí)并聯(lián)諧振單元中的第一層傳輸線L61的中部相連，另一端與50歐姆輸出端口