專利名稱：一種ltcc鏡頻抑制帶通濾波器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子技術領域，它涉及一種帶通濾波器，并具體涉及一種小型化低溫共燒陶 瓷(LTCC)鏡頻抑制帶通濾波器。
背景技術：
微波毫米波帶通濾波器是微波毫米波射頻系統(tǒng)的一個關鍵部件，特別是在微波毫米波集 成電路中，射頻前端不僅需要帶通濾波器的插入損耗小、選擇性好，而且要求帶通濾波器的 體積盡可能地小。而傳統(tǒng)的帶通濾波器往往體積都比較大，不能滿足射頻前端對器件小型化
的要求。此外帶通濾波器的插入損耗對通帶和阻帶的要求是不一樣的在通帶內(nèi)插入損耗 越小越好，以便絕大部分能量都可以通過網(wǎng)絡；而在阻帶內(nèi)插入衰減越大越好，以便能夠抑 制干擾或者其它不希望在終端看到的頻率。但是對于一般帶通濾波器，如果要抑制距離中心 頻率較近信號較強的雜波頻率或者抑制的諧波頻率時，阻帶內(nèi)的衰減就顯得不足了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于LTCC技術的鏡頻抑制帶通濾波器，該帶通濾波器采用可控傳輸零 點的變形切比雪夫濾波器原型，并通過LTCC多層結構實現(xiàn)等效集總參數(shù)元件，在實現(xiàn)同等 技術指標情況下能夠極大縮減帶通濾波器體積；同時，該帶通濾波器在在使用兩極諧振情況 下，能有效地增大帶外衰減和鏡頻抑制效果，從而更好地兼顧帶通濾波器的插入損耗對通帶 和阻帶的要求。此外，該帶通濾波器還具有成本低、有利于批量生產(chǎn)、良好的高頻性能、溫 度性能等傳統(tǒng)帶通濾波器所沒有的優(yōu)點。
本發(fā)明技術方案為-
一種LTCC鏡頻抑制帶通濾波器，如圖1所示，為具有1個傳輸零點的兩級帶通濾波器， 其等效電路為一對稱電路結構帶通濾波器的信號輸入端接第一電感i!的輸入端，第一電感
A、耦合電感^和第二電感^順序串聯(lián)，第二電感^的輸出端接帶通濾波器的信號輸出端；
第一電感^和耦合電感^的連接點與地之間具有第一并聯(lián)諧振單元，在耦合電感^和第二電
感丄2的連接點與地之間具有第二并聯(lián)諧振單元；所述第一并聯(lián)諧振單元由第一諧振電容<^和
第一諧振電感i^并聯(lián)而成， 一端接地，另一端通過第一串聯(lián)電感i^與第一電感A和耦合電
感丄7的連接點相連；所述第二并聯(lián)諧振單元由第二諧振電容c;2和第二諧振電感^2并聯(lián)而
4成， 一端接地，另一端通過第二串聯(lián)電感丄22與耦合電感^和第二電感丄2的連接點相連。
整個鏡頻抑制帶通濾波器為LTCC多層結構，如圖2所示，由四層介質(zhì)基板和五層導體 層構成第一導體層位于第一介質(zhì)基板上表面；第二導體層位于第一、二介質(zhì)基板之間；第 三導體層位于第二、三介質(zhì)基板之間；第四導體層位于第三、四介質(zhì)基板之間；第五導體層 位于第四介質(zhì)基板下表面；所述四層介質(zhì)基板為LTCC陶瓷介質(zhì)基板，所述第一導體層采用 LTCC印刷工藝印制于第一介質(zhì)基板上表面，所述第二導體層采用LTCC印刷工藝印制于第 二介質(zhì)基板上表面，所述第三導體層采用LTCC印刷工藝印制于第三介質(zhì)基板上表面，所述 第四導體層采用LTCC印刷工藝印制于第四介質(zhì)基板上表面，所述第五導體層采用LTCC印 刷工藝印制于第四介質(zhì)基板下表面。
第一導體層為四段金屬微帶線，第二導體層為三段金屬微帶線，第三導體層為兩段金屬 微帶線；第四導體層為兩個相同的矩形金屬膜，每個矩形金屬膜外側邊緣分別具有一條金屬 微帶線與之相連，兩個矩形金屬膜內(nèi)側相互靠近但彼此不相連；第五導體層為全部覆蓋第四 介質(zhì)基板下表面的金屬地板層。
第一導體層的第一段金屬微帶線的始端接整個帶通濾波器的信號輸入端，第一導體層的 第一段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔1接第二導體層的第一段金 屬微帶線的始端，第二導體層的第一段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的 通孔2接第一導體層的第二段金屬微帶線的始端，第一導體層的第二段金屬微帶線的末端通 過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔3接第二導體層的第二段金屬微帶線的始端，第二導體 層的第二段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔4接第一導體層的第三 段金屬微帶線的始端，第一導體層的第三段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應位置 處的通孔5接第二導體層的第三段金屬微帶線的始端，第二導體層的第三段金屬微帶線的末 端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔6接第一導體層的第四段金屬微帶線的始端，第一 導體層的第四段金屬微帶線的末端接整個帶通濾波器的信號輸出端。
第二導體層的第二段金屬微帶線的始端通過第二介質(zhì)基板上相應位置處的通孔1接第三 導體層的第一段金屬微帶線的始端，第三導體層的第一段金屬微帶線的末端通過第三介質(zhì)基 板上相應位置處的通孔1接第四導體層的第一矩形金屬膜內(nèi)側邊緣；第一導體層的第三段金 屬微帶線的中端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔7和第二介質(zhì)基板上相應位置處的通 孔2接第三導體層的第二段金屬微帶線的始端，第三導體層的第二段金屬微帶線的末端通過 第三介質(zhì)基板上相應位置處的通孔2接第四導體層的第二矩形金屬膜內(nèi)側邊緣。
第四導體層中與兩個矩形金屬膜外側邊緣分別相連的兩條金屬微帶線的端頭分別通過一個第四介質(zhì)基板相應位置處的通孔與金屬地板層相連。
第一導體層的第二、三段金屬微帶線與第二導體層的第一、二、三段金屬微帶線共同構 成等效電路中的三個串聯(lián)的第一電感丄,、耦合電感￡,和第二電感12;第三導體層的第一段金
屬微帶線構成等效電路中的第一串聯(lián)電感丄21 ，第三導體層的第二段金屬微帶線構成等效電路
中的第二串聯(lián)電感42 ;第四導體層的矩形金屬膜與金屬地板層以及之間的介質(zhì)層共同構成等
效電路中的第一諧振電容c;,和第二諧振電容c^ ，第四導體層中與兩個矩形金屬膜外側邊緣 分別相連的兩條金屬微帶線構成等效電路中的第一諧振電感Z^和第二諧振電感i^。
本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明通過LTCC多層結構實現(xiàn)等效集總參數(shù)元件，在實現(xiàn)同等技術指標情況下能夠極 大縮減帶通濾波器體積；同時，該帶通濾波器在在使用兩極諧振情況下，能有效地增大帶外 衰減和鏡頻抑制效果，從而更好地兼顧帶通濾波器的插入損耗對通帶和阻帶的要求。本發(fā)明 提供的帶通濾波器具有體積小、性能優(yōu)良、結構緊湊，可加工為貼片元件易于集成的優(yōu)點。 另外，該帶通濾波器基于LTCC工藝，具有批量生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢。


圖1是本發(fā)明所述LTCC鏡頻抑制帶通濾波器的等效電路圖。 圖2是本發(fā)明所述LTCC鏡頻抑制帶通濾波器的結構示意圖。 圖3是本發(fā)明具體實施方式
所述LTCC鏡頻抑制帶通濾波器的側視圖。 圖4是本發(fā)明具體實施方式
所述LTCC諧波抑制帶通濾波器的測試結果。
具體實施例方式
如圖1、 2所示，本發(fā)明具體實施方式
的LTCC諧波抑制帶通濾波器的結構及其等效電路在 發(fā)明內(nèi)容中已有詳細描述，在此不再贅述，僅對各部分細節(jié)參數(shù)描述如下
如圖3所示第一、二、三層介質(zhì)基板厚度均為O.lmm，第四層介質(zhì)基板厚度為0.2mm， 第五導體層厚度為0.017mm;導體層均采用的金屬是金；介質(zhì)基板材料為Ferro A6M型LTCC 陶瓷材料，其相對介電常數(shù)Er為6.3，介質(zhì)損耗角正切tan為0.001，導電率j為3X 109S/m; 整個器件體積僅為3.5mmX4mmX 0.6mm。
測試結果如圖4所示，該帶通濾波器工作于2.8—3.1G赫茲，上邊帶鏡頻位置處有1個 傳輸零點，通帶內(nèi)插損小于1.2dB，通帶內(nèi)回波損耗大于16dB。由于在上邊帶鏡頻位置處產(chǎn) 生了一個傳輸零點，使得上邊帶非常陡峭，從而增強了對頻率的選擇性，并且在只使用兩極諧振的情況下，有效地增大了帶外衰減和鏡頻抑制效果。
綜上，本發(fā)明提供的帶通濾波器具有體積小、性能優(yōu)良、結構緊湊，可加工為貼片元件 易于集成的優(yōu)點。另外，該帶通濾波器基于LTCC工藝，具有批量生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢。該帶 通濾波器可廣泛應用于射頻無線通訊系統(tǒng)中。
權利要求
1、一種LTCC鏡頻抑制帶通濾波器，為具有1個傳輸零點的兩級帶通濾波器，其等效電路為一對稱電路結構帶通濾波器的信號輸入端接第一電感L1的輸入端，第一電感L1、耦合電感LI和第二電感L2順序串聯(lián)，第二電感L2的輸出端接帶通濾波器的信號輸出端；第一電感L1和耦合電感LI的連接點與地之間具有第一并聯(lián)諧振單元，在耦合電感LI和第二電感L2的連接點與地之間具有第二并聯(lián)諧振單元；所述第一并聯(lián)諧振單元由第一諧振電容Cr1和第一諧振電感Lr1并聯(lián)而成，一端接地，另一端通過第一串聯(lián)電感Lz1與第一電感L1和耦合電感LI的連接點相連；所述第二并聯(lián)諧振單元由第二諧振電容Cr2和第二諧振電感Lr2并聯(lián)而成，一端接地，另一端通過第二串聯(lián)電感Lz2與耦合電感LI和第二電感L2的連接點相連；其特征在于整個鏡頻抑制帶通濾波器為LTCC多層結構，由四層介質(zhì)基板和五層導體層構成第一導體層位于第一介質(zhì)基板上表面；第二導體層位于第一、二介質(zhì)基板之間；第三導體層位于第二、三介質(zhì)基板之間；第四導體層位于第三、四介質(zhì)基板之間；第五導體層位于第四介質(zhì)基板下表面；所述四層介質(zhì)基板為LTCC陶瓷介質(zhì)基板，所述第一導體層采用LTCC印刷工藝印制于第一介質(zhì)基板上表面，所述第二導體層采用LTCC印刷工藝印制于第二介質(zhì)基板上表面，所述第三導體層采用LTCC印刷工藝印制于第三介質(zhì)基板上表面，所述第四導體層采用LTCC印刷工藝印制于第四介質(zhì)基板上表面，所述第五導體層采用LTCC印刷工藝印制于第四介質(zhì)基板下表面；第一導體層為四段金屬微帶線，第二導體層為三段金屬微帶線，第三導體層為兩段金屬微帶線；第四導體層為兩個相同的矩形金屬膜，每個矩形金屬膜外側邊緣分別具有一條金屬微帶線與之相連，兩個矩形金屬膜內(nèi)側相互靠近但彼此不相連；第五導體層為全部覆蓋第四介質(zhì)基板下表面的金屬地板層；第一導體層的第一段金屬微帶線的始端接整個帶通濾波器的信號輸入端，第一導體層的第一段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔1接第二導體層的第一段金屬微帶線的始端，第二導體層的第一段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔2接第一導體層的第二段金屬微帶線的始端，第一導體層的第二段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔3接第二導體層的第二段金屬微帶線的始端，第二導體層的第二段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔4接第一導體層的第三段金屬微帶線的始端，第一導體層的第三段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔5接第二導體層的第三段金屬微帶線的始端，第二導體層的第三段金屬微帶線的末端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔6接第一導體層的第四段金屬微帶線的始端，第一導體層的第四段金屬微帶線的末端接整個帶通濾波器的信號輸出端；第二導體層的第二段金屬微帶線的始端通過第二介質(zhì)基板上相應位置處的通孔1接第三導體層的第一段金屬微帶線的始端，第三導體層的第一段金屬微帶線的末端通過第三介質(zhì)基板上相應位置處的通孔1接第四導體層的第一矩形金屬膜內(nèi)側邊緣；第一導體層的第三段金屬微帶線的中端通過第一介質(zhì)基板上相應位置處的通孔7和第二介質(zhì)基板上相應位置處的通孔2接第三導體層的第二段金屬微帶線的始端，第三導體層的第二段金屬微帶線的末端通過第三介質(zhì)基板上相應位置處的通孔2接第四導體層的第二矩形金屬膜內(nèi)側邊緣；第四導體層中與兩個矩形金屬膜外側邊緣分別相連的兩條金屬微帶線的端頭分別通過一個第四介質(zhì)基板相應位置處的通孔與金屬地板層相連；第一導體層的第二、三段金屬微帶線與第二導體層的第一、二、三段金屬微帶線共同構成等效電路中的三個串聯(lián)的第一電感L1、耦合電感LI和第二電感L2；第三導體層的第一段金屬微帶線構成等效電路中的第一串聯(lián)電感Lz1，第三導體層的第二段金屬微帶線構成等效電路中的第二串聯(lián)電感Lz2；第四導體層的矩形金屬膜與金屬地板層以及之間的介質(zhì)層共同構成等效電路中的第一諧振電容Cr1和第二諧振電容Cr2，第四導體層中與兩個矩形金屬膜外側邊緣分別相連的兩條金屬微帶線構成等效電路中的第一諧振電感Lr1和第二諧振電感Lr2。
全文摘要
一種LTCC鏡頻抑制帶通濾波器，屬于電子技術領域，涉及諧波抑制帶通濾波器。所述鏡頻抑制帶通濾波器為下邊帶附近具有1個傳輸零點的兩級帶通濾波器，采用可控傳輸零點的變形切比雪夫濾波器原型，并通過LTCC多層結構實現(xiàn)等效集總參數(shù)元件，在實現(xiàn)同等技術指標情況下能夠極大縮減帶通濾波器體積；同時，該帶通濾波器在在使用兩極諧振情況下，能有效地增大帶外衰減和鏡頻抑制效果，從而更好地兼顧帶通濾波器的插入損耗對通帶和阻帶的要求。此外，該帶通濾波器還具有成本低、有利于批量生產(chǎn)、良好的高頻性能、溫度性能等傳統(tǒng)帶通濾波器所沒有的優(yōu)點。本發(fā)明可廣泛應用于射頻無線通訊系統(tǒng)中。
文檔編號H03H7/075GK101609915SQ20091005935
公開日2009年12月23日 申請日期2009年5月20日 優(yōu)先權日2009年5月20日
發(fā)明者王秉中, 鄧建華, 黃海燕 申請人:電子科技大學