一種新型立體微型雙模寬帶濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型立體微型雙模寬帶濾波器,包括輸入/輸出端口、內(nèi)部接口、接口耦合帶狀線以及使用帶狀線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的雙模諧振級(jí),上述結(jié)構(gòu)均采用多層低溫共燒陶瓷工藝實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明具有頻率覆蓋廣、插損小、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),適用于射頻、微波及毫米波頻段的通信、衛(wèi)星通信等對(duì)體積、電性能、溫度穩(wěn)定性和可靠性有苛刻要求的通信系統(tǒng)。
【專利說明】一種新型立體微型雙模寬帶濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種射頻微波濾波器,特別是一種新型立體微型雙模寬帶濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,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。
[0003]當(dāng)前在射頻微波頻段使用范圍較廣的濾波器類型有聲表面波濾波器、微帶濾波器和LC濾波器。聲表面波濾波器濾波特性較好,但是它的制作成本較高且對(duì)加工工藝的要求較為苛刻,良品率較低。微帶濾波器和LC濾波器的體積較大不利于小型化集成。所述現(xiàn)有技術(shù)存在無法同時(shí)獲得較好的濾波特性、微型化、良品率高和成本低特性的缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種由帶狀線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成品率高、批量一致性好、造價(jià)低、溫度性能穩(wěn)定的新型雙模寬帶帶通濾波器。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種新型立體微型雙模寬帶濾波器,包括50歐姆阻抗輸入端口、第一輸入內(nèi)部接口、第二輸入內(nèi)部接口、輸入接口耦合帶狀線、雙模諧振腔第一帶狀線、雙模諧振腔第二帶狀線、雙模諧振腔第三帶狀線、雙模諧振腔第四帶狀線、雙模諧振腔第五帶狀線、輸出接口耦合帶狀線、輸出內(nèi)部第一接口、輸出內(nèi)部第二接口和50歐姆阻抗輸出端口;
[0006]50歐姆阻抗輸入端口的中心設(shè)置第一輸入內(nèi)部接口,第一輸入內(nèi)部接口的另一端與第二輸入內(nèi)部接口相連,第二輸入內(nèi)部接口的另一端與輸入接口耦合帶狀線相連,雙模諧振腔第一帶狀線、雙模諧振腔第二帶狀線、雙模諧振腔第三帶狀線、雙模諧振腔第四帶狀線和雙模諧振腔第五帶狀線構(gòu)成雙模諧振腔,其中雙模諧振腔第一帶狀線和雙模諧振腔第五帶狀線分別位于雙模諧振腔第二帶狀線的兩端,雙模諧振腔第一帶狀線和雙模諧振腔第五帶狀線關(guān)于雙模諧振腔第二帶狀線的中心奇對(duì)稱,雙模諧振腔第三帶狀線和雙模諧振腔第四帶狀線位于雙模諧振腔第二帶狀線中心位置的兩側(cè),并關(guān)于雙模諧振腔第二帶狀線對(duì)稱;
[0007]雙模諧振腔第一帶狀線位于輸入接口耦合帶狀線的正上方,二者相互耦合,雙模諧振腔第五帶狀線的下方設(shè)置輸出接口耦合帶狀線,二者相互耦合;輸出接口耦合帶狀線的另一端連接輸出內(nèi)部第一接口,輸出內(nèi)部第一接口的另一端連接輸出內(nèi)部第二接口,所述輸出內(nèi)部第二接口位于50歐姆阻抗輸出端口的中心位置;
[0008]其中雙模諧振腔第一帶狀線、雙模諧振腔第二帶狀線、雙模諧振腔第三帶狀線、雙模諧振腔第四帶狀線、雙模諧振腔第五帶狀線位于同一平面,第一輸入內(nèi)部接口、第二輸入內(nèi)部接口、輸入接口耦合帶狀線、輸出接口耦合帶狀線、輸出內(nèi)部第一接口、輸出內(nèi)部第二接口位于同一平面,上述兩個(gè)平面相互平行。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為:(I)本發(fā)明采用雙模結(jié)構(gòu),帶內(nèi)平坦、通帶內(nèi)插損低;(2)濾波器帶寬較寬;(3)體積小、重量輕、可靠性高;(4)電性能優(yōu)異;(5)電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn),成品率高;(6)成本低;(7)使用安裝方便,可以使用全自動(dòng)貼片機(jī)安裝和焊接。
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一種新型立體微型雙模寬帶濾波器的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明一種新型立體微型雙模寬帶濾波器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明一種新型立體微型雙模寬帶濾波器輸出端的幅頻特性曲線圖。
[0014]圖4是本發(fā)明一種新型立體微型雙模寬帶濾波器輸入輸出端口的群時(shí)延特性曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]結(jié)合圖1,本發(fā)明一種新型立體微型雙模寬帶濾波器,包括50歐姆阻抗輸入端口P1、第一輸入內(nèi)部接口 Cl、第二輸入內(nèi)部接口 C2、輸入接口耦合帶狀線C3、雙模諧振腔第一帶狀線C4、雙模諧振腔第二帶狀線C5、雙模諧振腔第三帶狀線C6、雙模諧振腔第四帶狀線C7、雙模諧振腔第五帶狀線C8、輸出接口耦合帶狀線C9、輸出內(nèi)部第一接口 C10、輸出內(nèi)部第二接口 Cll和50歐姆阻抗輸出端口 P2 ;
[0016]50歐姆阻抗輸入端口 Pl的中心設(shè)置第一輸入內(nèi)部接口 Cl,第一輸入內(nèi)部接口 Cl的另一端與第二輸入內(nèi)部接口 C2相連,第二輸入內(nèi)部接口 C2的另一端與輸入接口耦合帶狀線C3相連,雙模諧振腔第一帶狀線C4、雙模諧振腔第二帶狀線C5、雙模諧振腔第三帶狀線C6、雙模諧振腔第四帶狀線C7和雙模諧振腔第五帶狀線C8構(gòu)成雙模諧振腔,其中雙模諧振腔第一帶狀線C4和雙模諧振腔第五帶狀線CS分別位于雙模諧振腔第二帶狀線C5的兩端,雙模諧振腔第一帶狀線C4和雙模諧振腔第五帶狀線CS關(guān)于雙模諧振腔第二帶狀線C5的中心奇對(duì)稱,雙模諧振腔第三帶狀線C6和雙模諧振腔第四帶狀線C7位于雙模諧振腔第二帶狀線C5中心位置的兩側(cè),并關(guān)于雙模諧振腔第二帶狀線C5對(duì)稱;
[0017]雙模諧振腔第一帶狀線C4位于輸入接口耦合帶狀線C3的正上方,二者相互耦合,雙模諧振腔第五帶狀線CS的下方設(shè)置輸出接口耦合帶狀線C9,二者相互耦合;輸出接口耦合帶狀線C9的另一端連接輸出內(nèi)部第一接口 C10,輸出內(nèi)部第一接口 ClO的另一端連接輸出內(nèi)部第二接口 C11,所述輸出內(nèi)部第二接口 Cll位于50歐姆阻抗輸出端口 P2的中心位置;
[0018]其中雙模諧振腔第一帶狀線C4、雙模諧振腔第二帶狀線C5、雙模諧振腔第三帶狀線C6、雙模諧振腔第四帶狀線C7、雙模諧振腔第五帶狀線CS位于同一平面,第一輸入內(nèi)部接口 Cl、第二輸入內(nèi)部接口 C2、輸入接口耦合帶狀線C3、輸出接口耦合帶狀線C9、輸出內(nèi)部第一接口 C1、輸出內(nèi)部第二接口 Cll位于同一平面,上述兩個(gè)平面相互平行。
[0019]所述雙模諧振腔第一帶狀線C4所在平面與第一輸入內(nèi)部接口 Cl所在平面之間的距離為0.04mm。
[0020]所述50歐姆阻抗輸入端口 PU第一輸入內(nèi)部接口 Cl、第二輸入內(nèi)部接口 C2、輸入接口耦合帶狀線C3、雙模諧振腔第一帶狀線C4、雙模諧振腔第二帶狀線C5、雙模諧振腔第三帶狀線C6、雙模諧振腔第四帶狀線C7、雙模諧振腔第五帶狀線CS、輸出接口耦合帶狀線C9、輸出內(nèi)部第一接口 C10、輸出內(nèi)部第二接口 Cll和50歐姆阻抗輸出端口 P2的材料均為銀,并且均通過多層低溫共燒陶瓷工藝實(shí)現(xiàn)。
[0021]雙模諧振腔第一帶狀線C4、雙模諧振腔第三帶狀線C6、雙模諧振腔第四帶狀線C7和雙模諧振腔第五帶狀線CS在遠(yuǎn)離雙模諧振腔第二帶狀線C5的一端接地。
[0022]根據(jù)奇偶模的分析方法,合理調(diào)整雙模諧振腔的尺寸就能任意調(diào)整雙模的諧振頻率,當(dāng)兩種模式的諧振頻率和耦合程度得當(dāng)時(shí),就能夠得到性能優(yōu)良的濾波器。
[0023]本發(fā)明的新型立體微型雙模寬帶濾波器,由于是采用多層低溫共燒陶瓷工藝實(shí)現(xiàn),其低溫共燒陶瓷材料和金屬圖形在大約900°C溫度下燒結(jié)而成,所以具有非常高的可靠性和溫度穩(wěn)定性,由于結(jié)構(gòu)采用雙模諧振的方式,即一種諧振結(jié)構(gòu)產(chǎn)生兩種諧振模式以及三維立體集成和多層折疊結(jié)構(gòu)以及外表面金屬屏蔽實(shí)現(xiàn)接地和封裝,從而使體積大幅減小。
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0025]實(shí)施例1
[0026]本發(fā)明的新型立體微型雙模寬帶濾波器的輸入接口耦合帶狀線C3、雙模諧振腔第一帶狀線C4、雙模諧振腔第二帶狀線C5和雙模諧振腔第三帶狀線C6的尺寸分別為
1.8mmX 0.25mm、1.9mmX 0.3mm、3.2mmX0.3mm 和 1.95mmX 0.3mm。
[0027]新型立體微型雙模寬帶濾波器的整體尺寸僅為4.8mmX 4.2mmX 1.5mm,其性能可從圖3的仿真結(jié)果看出,由圖2可知,通帶帶寬為4.6IGHz?6.16GHz,通帶內(nèi)最小插入損耗為0.237dB,輸入端口回波損耗均優(yōu)于18.5dB ;由圖4可知,通帶內(nèi)群時(shí)延一致性較好。
[0028]由上可知,本發(fā)明采用雙模結(jié)構(gòu),帶內(nèi)平坦、通帶內(nèi)插損低;濾波器帶寬較寬;體積小、重量輕、可靠性高;電性能優(yōu)異。
【權(quán)利要求】
1.一種新型立體微型雙模寬帶濾波器,其特征在于,包括50歐姆阻抗輸入端口(P1)、第一輸入內(nèi)部接口(C1)、第二輸入內(nèi)部接口(C2)、輸入接口耦合帶狀線(C3)、雙模諧振腔第一帶狀線(C4)、雙模諧振腔第二帶狀線(C5)、雙模諧振腔第三帶狀線(C6)、雙模諧振腔第四帶狀線(C7)、雙模諧振腔第五帶狀線(C8)、輸出接口耦合帶狀線(C9)、輸出內(nèi)部第一接口(C10)、輸出內(nèi)部第二接口(C11)和50歐姆阻抗輸出端口(P2); 50歐姆阻抗輸入端口(P1)的中心設(shè)置第一輸入內(nèi)部接口(C1),第一輸入內(nèi)部接口(C1)的另一端與第二輸入內(nèi)部接口(C2)相連,第二輸入內(nèi)部接口(C2)的另一端與輸入接口耦合帶狀線(C3)相連,雙模諧振腔第一帶狀線(C4)、雙模諧振腔第二帶狀線(C5)、雙模諧振腔第三帶狀線(C6)、雙模諧振腔第四帶狀線(C7)和雙模諧振腔第五帶狀線(C8)構(gòu)成雙模諧振腔,其中雙模諧振腔第一帶狀線(C4)和雙模諧振腔第五帶狀線(C8)分別位于雙模諧振腔第二帶狀線(C5)的兩端,雙模諧振腔第一帶狀線(C4)和雙模諧振腔第五帶狀線(C8)關(guān)于雙模諧振腔第二帶狀線(C5)的中心奇對(duì)稱,雙模諧振腔第三帶狀線(C6)和雙模諧振腔第四帶狀線(C7)位于雙模諧振腔第二帶狀線(C5)中心位置的兩側(cè),并關(guān)于雙模諧振腔第二帶狀線(C5)對(duì)稱; 雙模諧振腔第一帶狀線(C4)位于輸入接口耦合帶狀線(C3)的正上方,二者相互耦合,雙模諧振腔第五帶狀線(C8)的下方設(shè)置輸出接口耦合帶狀線(C9),二者相互耦合;輸出接口耦合帶狀線(C9)的另一端連接輸出內(nèi)部第一接口(C10),輸出內(nèi)部第一接口(C10)的另一端連接輸出內(nèi)部第二接口(C11),所述輸出內(nèi)部第二接口(C11)位于50歐姆阻抗輸出端口(P2)的中心位置; 其中雙模諧振腔第一帶狀線(C4)、雙模諧振腔第二帶狀線(C5)、雙模諧振腔第三帶狀線(C6)、雙模諧振腔第四帶狀線(C7)、雙模諧振腔第五帶狀線(C8)位于同一平面,第一輸入內(nèi)部接口(C1)、第二輸入內(nèi)部接口(C2)、輸入接口耦合帶狀線(C3)、輸出接口耦合帶狀線(C9)、輸出內(nèi)部第一接口(C10)、輸出內(nèi)部第二接口(C11)位于同一平面,上述兩個(gè)平面相互平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型立體微型雙模寬帶濾波器,其特征在于,雙模諧振腔第一帶狀線(C4)所在平面與第一輸入內(nèi)部接口(C1)所在平面之間的距離為0.04_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型立體微型雙模寬帶濾波器,其特征在于,所述50歐姆阻抗輸入端口(P1)、第一輸入內(nèi)部接口(C1)、第二輸入內(nèi)部接口(C2)、輸入接口耦合帶狀線(C3)、雙模諧振腔第一帶狀線(C4)、雙模諧振腔第二帶狀線(C5)、雙模諧振腔第三帶狀線(C6)、雙模諧振腔第四帶狀線(C7)、雙模諧振腔第五帶狀線(C8)、輸出接口耦合帶狀線(C9)、輸出內(nèi)部第一接口(C10)、輸出內(nèi)部第二接口(C11)和50歐姆阻抗輸出端口(P2)的材料均為銀,并且均通過多層低溫共燒陶瓷工藝實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的新型立體微型雙模寬帶濾波器,其特征在于,雙模諧振腔第一帶狀線(C4)、雙模諧振腔第三帶狀線(C6)、雙模諧振腔第四帶狀線(C7)和雙模諧振腔第五帶狀線(C8)在遠(yuǎn)離雙模諧振腔第二帶狀線(C5)的一端接地。
【文檔編號(hào)】H01P1/203GK104269589SQ201410465079
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】朱丹, 鄧良, 陳相治, 童娟娟, 戴永勝 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)