一種基于公共諧振器的ltcc雙工器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可應(yīng)用于射頻前端電路中的雙工器，尤其涉及一種基于公共諧振器的LTCC雙工器。
【背景技術(shù)】
[0002]多工器廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中，包括無線傳輸系統(tǒng)、無線蜂窩系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和無線寬帶系統(tǒng)等。它們是頻率選擇性的器件，用來融合或者分離多端口網(wǎng)絡(luò)中不同頻率的信號。在設(shè)計(jì)中，它們經(jīng)常采用多組的濾波器來實(shí)現(xiàn)，比如采用不同頻段的濾波器和一個共用的分支線。
[0003]雙工器是一種最簡單的多工器，它是無源的三端口器件，用來連接兩個不同頻率的濾波網(wǎng)絡(luò)到一個共同的終端。雙工器可以實(shí)現(xiàn)兩個工作于不同頻率的發(fā)射機(jī)同時使用同一個天線，因此可以實(shí)現(xiàn)體積的縮減，得到高度集成化器件。
[0004]無線蜂窩系統(tǒng)中的基站和無線通信設(shè)備都需要驅(qū)動各種包含濾波器的設(shè)備以完成不同的通信功能。圖1展示了一個蜂窩基站的射頻前端模塊，雙工器在整個系統(tǒng)中是一個關(guān)鍵的器件，同時這個系統(tǒng)還包含一個功分器和兩個在選擇性和隔離上都具有嚴(yán)格要求的濾波器。這些濾波器工作在不同的頻段上。在這個系統(tǒng)中，由于雙工器的使用，發(fā)射和接收可以同時工作在一個天線上。另外，發(fā)射機(jī)上需要保證相對較高的功率，因此發(fā)射濾波器需要具有較高的功率承載能力，而接收機(jī)就需要偵查出較弱的信號?？偟膩碚f，為了防止接收機(jī)中的低噪放接收到發(fā)射機(jī)中的高功率信號，接收濾波器需要在發(fā)射頻段內(nèi)具有較好的隔離；類似地，為了抑制功率放大器產(chǎn)生的帶外噪聲，發(fā)射濾波器需要具有很好的阻帶抑制效果。因此，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的隔離是一個很重要的指標(biāo)。
[0005]為了設(shè)計(jì)出符合要求的雙工器，常用的方法是采用分支線結(jié)構(gòu)連接兩組不同的濾波網(wǎng)絡(luò)，這樣得到的電路結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，在設(shè)計(jì)方法上還需要改進(jìn)。而傳統(tǒng)的印制電路板技術(shù)由于平面結(jié)構(gòu)的限制，不利于實(shí)現(xiàn)射頻器件小型化設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于公共諧振器的LTCC雙工器，該雙工器采用低溫共燒陶瓷技術(shù)，即LTCC技術(shù)，在多個金屬層上設(shè)計(jì)電路，并且應(yīng)用公共諧振器，既縮小了器件的體積又實(shí)現(xiàn)了高隔離的輸出效果。LTCC多層結(jié)構(gòu)的雙工器除了具有小型化、輕量化的優(yōu)點(diǎn)，還具有成本低，利于批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，良好的高頻性能等傳統(tǒng)微帶雙工器沒有的特點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]一種基于公共諧振器的LTCC雙工器，該雙工器工作于低頻段和高頻段上，所述LTCC雙工器器件分布于一個十七層的LTCC導(dǎo)體層上和導(dǎo)體層之間的十六層介質(zhì)基板組成，包括:一個工作于兩個頻段的第一諧振器、一個工作于低頻段的第二諧振器、一個工作于高頻段的第三諧振器、六層地板、三個金屬貼片以及一個輸入端口和兩個輸出端口 ；
[0009]所述第一諧振器與第二諧振器相互耦合形成低頻段濾波網(wǎng)絡(luò)，第一諧振器與第三諧振器相互耦合形成高頻段濾波網(wǎng)絡(luò)；所述第一諧振器設(shè)置為中心支節(jié)加載的諧振器；
[0010]第一諧振器的兩個開路端和第二諧振器的兩個開路端都設(shè)置為耦合結(jié)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)容性加載，并在高頻段處形成傳輸零點(diǎn)；
[0011]所述第三諧振器與第一諧振器加載的支節(jié)進(jìn)行耦合，用以實(shí)現(xiàn)高頻段濾波網(wǎng)絡(luò)的信號到低頻段濾波網(wǎng)絡(luò)的隔離。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]使用兩個半波長諧振器分別諧振于兩個網(wǎng)絡(luò)的工作頻段，一個公共的中心枝節(jié)加載諧振器與這兩個半波長諧振器分別形成濾波網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)雙工功能，相較于一般技術(shù)所采用的多組諧振器與T型分支級聯(lián)的方法，有效地減少了諧振器的使用數(shù)量，縮小了器件的尺寸；同時，本發(fā)明采用了 LTCC多層結(jié)構(gòu)工藝制造，進(jìn)一步使器件結(jié)構(gòu)更加緊湊；以上兩種特征顯著地減小了器件的體積。
[0014]利用容性加載以及半波長諧振器中點(diǎn)電壓為零的特性，實(shí)現(xiàn)了兩個輸出端口高隔離的效果；同時使用貼片來實(shí)現(xiàn)對耦合系數(shù)的控制，設(shè)計(jì)方便，容易實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的一個蜂窩基站的射頻前端模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明第一導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明第二導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0019]圖5是本發(fā)明第三導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0020]圖6是本發(fā)明第四導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0021]圖7是本發(fā)明第五導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0022]圖8是本發(fā)明第六導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0023]圖9是本發(fā)明第七導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0024]圖10是本發(fā)明第八導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0025]圖11是本發(fā)明第九導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0026]圖12是本發(fā)明第十導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0027]圖13是本發(fā)明第^^一導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0028]圖14是本發(fā)明第十二導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0029]圖15是本發(fā)明第十三導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0030]圖16是本發(fā)明第十四導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0031]圖17是本發(fā)明第十五導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0032]圖18是本發(fā)明第十六導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0033]圖19是本發(fā)明第十七導(dǎo)體層俯視示意圖；
[0034]圖20是本發(fā)明的LTCC雙工器實(shí)施例的頻率響應(yīng)特性曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0036]如圖2所示，為本雙工器立體結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)示意圖，所述雙工器工作于低頻段和高頻段上，所述LTCC雙工器器件分布于一個十七層的LTCC導(dǎo)體層上和導(dǎo)體層之間的十六層介質(zhì)基板組成，包括:一個工作于兩個頻段的第一諧振器、一個工作于低頻段的第二諧振器、一個工作于高頻段的第三諧振器、六層地板、三個金屬貼片以及一個輸入端口和兩個輸出端口 ；
[0037]所述第一諧振器與第二諧振器相互耦合形成低頻段濾波網(wǎng)絡(luò)，第一諧振器與第三諧振器相互耦合形成高頻段濾波網(wǎng)絡(luò)；所述第一諧振器設(shè)置為中心支節(jié)加載的諧振器；
[0038]第一諧振器的兩個開路端和第二諧振器的兩個開路端都設(shè)置為耦合結(jié)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)容性加載，并在高頻段處形成傳輸零點(diǎn)；
[0039]所述第三諧振器與第一諧振器加載的支節(jié)進(jìn)行耦合，用以實(shí)現(xiàn)高頻段濾波網(wǎng)絡(luò)的信號到低頻段濾波網(wǎng)絡(luò)的隔離。
[0040]如圖3所示，第一導(dǎo)體層I是一塊金屬地板和三個端口連接貼片。
[0041]如圖2和圖4所示，第二導(dǎo)體層2是第一帶狀線21彎折成一個開口向下的矩形開口環(huán)。
[0042]如圖2和圖5所不，第三導(dǎo)體層3是一塊金屬地板，中間有兩個矩形開孔，用來被金屬化過孔通過。
[0043]如圖2和圖6所示，第四導(dǎo)體層4由第二帶狀線22和第三帶狀線23組成；第二帶狀線中間部分向內(nèi)彎折，用來減小體積；高頻段濾波網(wǎng)絡(luò)的輸出端口 53從第三帶狀線中引出來。
[0044]如圖2和圖7所示，第五導(dǎo)體層5是一塊金屬貼片，它的長度和寬度可以用來控制第一諧振器與第三諧振器之間的耦合系數(shù)。
[0045]如圖2和圖8所示，第六導(dǎo)體層6由第四帶狀線24和第五帶狀線25組成，呈左右放置；第四帶狀線24中間部分向內(nèi)彎折，第五帶狀線彎折成“弓”字形，用來減小體積。
[0046]如圖2和圖9所不，第七導(dǎo)體層7是一塊金屬地板，上面有一個方形開孔，用來被金屬化過孔通過。
[0047]如圖2和圖10所示，第八導(dǎo)體層8由第六帶狀線26經(jīng)過多次彎折形成，呈左右對稱形狀；輸入端口 51從其中引出。
[0048]如圖2和圖11所示，第九導(dǎo)體層9由兩條彎折的第七帶狀線27和第八帶狀線28組成，呈左右對稱放置并相互靠近形成耦合。
[0049]如圖2和圖12所示，第十導(dǎo)體層10是一塊金屬地板，上面有四個方形開孔，用來被金屬化過孔通過。
[0050]如圖2和圖13所示，第十一導(dǎo)體層11由兩條彎折的第九帶狀線29和第十帶狀線30組成，呈左右對稱放置。
[0051 ] 如圖2和圖14所示，第十二導(dǎo)體層12是兩塊金屬貼片，它們的長度和寬度可以控制低頻濾波網(wǎng)絡(luò)的耦合系數(shù)。