一種uhf波段外負(fù)載功分平衡濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及濾波器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種UHF波段外負(fù)載功分平衡濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代電子和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種電子設(shè)備都需要多種電子器件，它們的功能是對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，這就需要用到一種重要的微波無(wú)源器件一功率分配器(功分器)。它是一種將一路信號(hào)能量分為兩路或者多路輸出相等或不相等能量的器件，如果將其反轉(zhuǎn)使用，則是將幾路信號(hào)合成一路信號(hào)的功率合成器，所以功分器可廣泛應(yīng)用于軍事、民用電子通信系統(tǒng)。
[0003]耦合器的作用是將信號(hào)不均勻分配給直通端和耦合端，可與功分濾波器相連，增加頻率使用范圍，提高綜合性能，所以迫切需要一種超高頻外負(fù)載功分平衡濾波器，這也對(duì)濾波器的綜合性能提出了更高的要求。這種平衡濾波器的主要指標(biāo)有:帶外抑制性、時(shí)延頻率特性、阻帶衰減、相位延遲性、品質(zhì)因數(shù)等。平衡濾波器允許一定頻段的信號(hào)通過(guò)，抑制低于或高于該頻段的信號(hào)、干擾和噪聲以及平衡各路功分濾波器性能。而其加工工藝有很多種類，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外大多采用的是低溫共燒陶瓷技術(shù)。
[0004]低溫共燒陶瓷是近年發(fā)展起來(lái)的整合組件技術(shù)，已經(jīng)成為無(wú)源集成的主流技術(shù)，成為無(wú)源元件領(lǐng)域的發(fā)展方向。其采用多層陶瓷技術(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。利用LTCC制備片式無(wú)源集成器件和模塊有許多優(yōu)點(diǎn)，陶瓷材料具有優(yōu)良的高頻高品質(zhì)特性，使用電導(dǎo)率高的金屬材料作為導(dǎo)體，有利于系統(tǒng)的品質(zhì)因子，也可適應(yīng)大電流及耐高溫的要求，其可將無(wú)源組件埋入多層電路基板，有利于提高系統(tǒng)組裝密度，易于實(shí)現(xiàn)多層布線與封裝一體化結(jié)構(gòu)，可提高可靠性、耐高溫、高濕等惡劣環(huán)境，采用非連續(xù)式的生產(chǎn)工藝，便于基板燒成前對(duì)每一層布線和互聯(lián)通孔進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，降低成本。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)UHF波段外負(fù)載功分平衡濾波器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)一種由帶狀線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的體積小、耐高溫、低成本、高品質(zhì)、穩(wěn)定性好、可靠性高、材料一致性好、成品率高的UHF波段外負(fù)載功分平衡濾波器。
[0006]本發(fā)明的上述目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選或有利的方式發(fā)展獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征。
[0007]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提出一種UHF波段外負(fù)載功分平衡濾波器，包括一個(gè)微波功分器、兩個(gè)外負(fù)載定向耦合器與四個(gè)平衡濾波器。微波功分器包括50歐姆阻抗第一輸入端口、輸入電感、第一 λ/4傳輸線、第二 λ/4傳輸線、100歐姆電阻、第一輸出電感、第二輸出電感、50歐姆阻抗第一輸出端口、50歐姆阻抗第二輸出端口和接地端。其中，輸入電感一端與50歐姆阻抗第一輸入端口連接，另一端與第一 λ/4傳輸線、第二 λ/4傳輸線連接，第一 λ/4傳輸線的另一端與100歐姆電阻一端連接，第二 λ/4傳輸線另一端與100歐姆電阻另一端連接。第一輸出電感一端與第一 λ/4傳輸線連接，另一端與50歐姆阻抗第一輸出端口連接，第二輸出電感一端與第二 λ /4傳輸線連接，另一端與50歐姆阻抗第二輸出端口連接。第一定向耦合器包括50歐姆阻抗第二輸入端口、第一匹配線、50歐姆阻抗第一直通端口、第二匹配線、50歐姆阻抗第一耦合端口、第三匹配線、50歐姆阻抗第一隔離端口、第四匹配線、第一雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線、第二雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線和接地端，其中，第一雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線垂直位于第二雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線上方，第一匹配線、第二雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線和第二匹配線在同一平面，第一匹配線與50歐姆阻抗第二輸入端口連接，第二匹配線與50歐姆阻抗第一直通端口連接，第二雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線一端與第一匹配線連接，第二雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線另一端與第二匹配線連接；第三匹配線、第一雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線和第四匹配線在同一平面，第三匹配線與50歐姆阻抗第一耦合端口連接，第四匹配線與50歐姆阻抗第一隔離端口連接，第一雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線一端與第三匹配線連接，第一雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線另一端與第四匹配線連接。第二定向耦合器包括50歐姆阻抗第三輸入端口、第五匹配線、50歐姆阻抗第二直通端口、第六匹配線、50歐姆阻抗第二耦合端口、第七匹配線、50歐姆阻抗第二隔離端口、第八匹配線、第三雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線、第四雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線和接地端，其中，第三雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線垂直位于第四雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線上方，第五匹配線、第四雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線和第六匹配線在同一平面，第五匹配線與50歐姆阻抗第三輸入端口連接，第六匹配線與50歐姆阻抗第二直通端口連接，第四雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線一端與第五匹配線連接，第四雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線另一端與第六匹配線連接；第七匹配線、第三雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線和第八匹配線在同一平面，第七匹配線與50歐姆阻抗第二耦合端口連接，第八匹配線與50歐姆阻抗第二隔離端口連接，第三雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線一端與第七匹配線連接，第三雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線另一端與第八匹配線連接。
[0008]第一平衡濾波器包括50歐姆阻抗第四輸入端口、第二輸入電感、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、第三輸出電感、第四輸出電感、第一 Z形級(jí)間耦合帶狀線、接地端。各級(jí)并聯(lián)諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線垂直位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線垂直位于第二層帶狀線上方，第一級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第一帶狀線、第二層的第二帶狀線、第三層的第三帶狀線并聯(lián)而成，第二級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第四帶狀線、第二層的第五帶狀線、第三層的第六帶狀線并聯(lián)而成，第三級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第七帶狀線、第二層的第八帶狀線、第三層的第九帶狀線并聯(lián)而成，第四級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第十帶狀線、第二層的第十一帶狀線、第三層的第十二帶狀線并聯(lián)而成，第五級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第十三帶狀線、第二層的第十四帶狀線、第三層的第十五帶狀線并聯(lián)而成，第六級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第十六帶狀線、第二層的第十七帶狀線、第三層的第十八帶狀線并聯(lián)而成，其中，50歐姆阻抗第四輸入端口與第二輸入電感一端連接，第一級(jí)并聯(lián)諧振單元的第二層的第二帶狀線與第二輸入電感另一端連接，第六級(jí)級(jí)并聯(lián)諧振單元的第二層的第十七帶狀線與第三輸出電感一端連接，第四輸出電感一端與第六級(jí)并聯(lián)諧振單元的第三層的第十八帶狀線連接，第一 Z形級(jí)間耦合帶狀線位于并聯(lián)諧振單元的下方。每層帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，第二層與第一、三層接地端相反，第一Z形級(jí)間耦合帶狀線兩端均接地。
[0009]第二平衡濾波器包括50歐姆阻抗第五輸入端口、第三輸入電感、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、第五輸出電感、第六輸出電感、第二 Z形級(jí)間耦合帶狀線、接地端。各級(jí)并聯(lián)諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線垂直位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線垂直位于第二層帶狀線上方，第一級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第十九帶狀線、第二層的第二十帶狀線、第三層的第二十一帶狀線并聯(lián)而成，第二級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第二十二帶狀線、第二層的第二十三帶狀線、第三層的第二十四帶狀線并聯(lián)而成，第三級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第二十五帶狀線、第二層的第二十六帶狀線、第三層的第二十七帶狀線并聯(lián)而成，第四級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第二十八帶狀線、第二層的第二十九帶狀線、第三層的第三十帶狀線并聯(lián)而成，第五級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第三十一帶狀線、第二層的第三十二帶狀線、第三層的第三十三帶狀線并聯(lián)而成，第六級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第三十四帶狀線、第二層的第三十五帶狀線、第三層的第三十六帶狀線并聯(lián)而成，其中，50歐姆阻抗第五輸入端口與第三輸入電感一端連接，第一級(jí)并聯(lián)諧振單元的第二層的第二帶狀線與第三輸入電感另一端連接，第六級(jí)級(jí)并聯(lián)諧振單元的第二層的第三十五帶狀線與第六輸出電感一端連接，第五輸出電感一端與第六級(jí)并聯(lián)諧振單元的第三層的第三十六帶狀線連接，第二 Z形級(jí)間耦合帶狀線位于并聯(lián)諧振單元的下方。每層帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，第二層與第一、三層接地端相反，第二 Z形級(jí)間耦合帶狀線兩端均接地。
[0010]第三平衡濾波器包括50歐姆阻抗第六輸入端口、第四輸入電感、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、第七輸出電感、第八輸出電感、第三Z形級(jí)間耦合帶狀線、接地端。各級(jí)并聯(lián)諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線垂直位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線垂直位于第二層帶狀線上方，第一級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第三十七帶狀線、第二層的第三十八帶狀線、第三層的第三十九帶狀線并聯(lián)而成，第二級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第四十帶狀線、第二層的第四十一帶狀線、第三層的第四十二帶狀線并聯(lián)而成，第三級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第四十三帶狀線、第二層的第四十四帶狀線、第三層的第四十五帶狀線并聯(lián)而成，第四級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第四十六帶狀線、第二層的第四十七帶狀線、第三層的第四十八帶狀線并聯(lián)而成，第五級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第四十九帶狀線、第二層的第五十帶狀線、第三層的第五十一帶狀線并聯(lián)而成，第六級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第五十二帶狀線、第二層的第五十三帶狀線、第三層的第五十四帶狀線并聯(lián)而成，其中，50歐姆阻抗第六輸入端口與第四輸入電感一端連接，第一級(jí)并聯(lián)諧振單元的第二層的第三十八帶狀線與第四輸入電感另一端連接，第六級(jí)級(jí)并聯(lián)諧振單元的第二層的第五十三帶狀線與第七輸出電感一端連接，第八輸出電感一端與第六級(jí)并聯(lián)諧振單元的第三層的第五十四帶狀線連接，第三Z形級(jí)間耦合帶狀線位于并聯(lián)諧振單元的下方。每層帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，第二層與第一層接地端相反，第三Z形級(jí)間耦合帶狀線兩端均接地。
[0011]第四平衡濾波器包括50歐姆阻抗第七輸入端口、第五輸入電感、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、第九輸出電感、第十輸出電感、第四Z形級(jí)間耦合帶狀線、接地端。各級(jí)并聯(lián)諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線垂直位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線垂直位于第二層帶狀線上方，第一級(jí)并聯(lián)諧振單元由第一層的第五十