L波段內(nèi)置電阻功分濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種濾波器技術(shù)，特別是一種L波段內(nèi)置電阻功分濾波器。
【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，對微波元器件的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。微波器件的小型化和輕量化取決于材料科學(xué)技術(shù)與電磁技術(shù)的發(fā)展，基于低溫共燒技術(shù)(LTCC技術(shù))多層結(jié)構(gòu)大大減小了器件的尺寸，為微波無源器件的小型化和輕便化奠定了良好的基礎(chǔ)。功分器與濾波器一直是各種微波集成電路中的重要組成部件，描述這種部件性能的主要指標(biāo)有:頻率范圍、隔離度、分配損耗、駐波比、插入損耗、相位平衡度、溫度穩(wěn)定性、體積、重量、可靠性等。
[0003]低溫共燒陶瓷是一種電子封裝技術(shù)，采用多層陶瓷技術(shù)，能夠?qū)o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)，已成為無源集成的主流技術(shù)。其具有高Q值，便于內(nèi)嵌無源器件，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，在微波頻段被廣泛用來制造各種微波無源元件，實(shí)現(xiàn)無源元件的高度集成。基于LTCC工藝的疊層技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)三維集成，從而使各種微型正交器具有尺寸小、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)L波段內(nèi)置電阻功分濾波器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種L波段內(nèi)置電阻功分濾波器，包括一接收輸入信號(hào)的L波段功分器、分別與L波段功分器兩個(gè)輸出端連接的兩個(gè)L波段四級(jí)濾波器。該組合損耗小、隔離度高、體積小、使用方便、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)簡單、成品率高、批量一致性好、造價(jià)低、溫度性能穩(wěn)定。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述所述L波段功分器包括:第一輸入端口，與第一輸入端口連接的第一輸入電感，分別與第一輸入電感連接的第一螺旋電感、第二螺旋電感，與第一螺旋電感輸出端連接的第一輸出電感，與第一輸出電感另一端連接第二輸出端口，與第二螺旋電感輸出端連接的第二輸出電感，與第二輸出電感另一端連接的第三輸出端口，位于第一螺旋電感和第二螺旋電感下方且與第一輸入電感連接的接地電容，分別與第一輸出電感、第二輸出電感連接的一電容，位于電容下方且與電容并聯(lián)的一吸收電阻；所述第一輸出電感連接電容的上板；所述第二輸出電感連接電容的下板。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述L波段四級(jí)濾波器包括四級(jí)諧振，每一級(jí)諧振具有三層板，所述L波段平衡濾波器還包括:與L波段耦合器輸出端連接的第四輸入端，與第四輸入端連接的第二輸入電感，一第五輸出端，與第五輸出端連接的第三輸出電感，位于四級(jí)諧振下方的Z型電容；所述第一級(jí)諧振的中間層板與第二輸入電感連接；所述第四級(jí)諧振的中間層板與第三輸出電感連接。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)使用方便，無需在外接一個(gè)負(fù)載可直接使用；(2)插入損耗低，方向性高；(3)體積小、重量輕、可靠性高；(4)電性能優(yōu)異；(5)成本低；(6)電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
[0008]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明L波段內(nèi)置電阻功分濾波器整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0010]圖2是本發(fā)明L波段內(nèi)置電阻功分器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是本發(fā)明L波段四級(jí)諧振濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4是本發(fā)明L波段內(nèi)置電阻功分器的插損的曲線。
[0013]圖5是本發(fā)明L波段內(nèi)置電阻功分器的隔離度的曲線。
[0014]圖6是本發(fā)明L波段四級(jí)諧振濾波器的插損和駐波特性曲線。
[0015]圖7是本發(fā)明L波段內(nèi)置電阻功分濾波器的輸出曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合圖1，一種L波段內(nèi)置電阻功分濾波器，包括:一接收輸入信號(hào)的L波段功分器，分別與L波段功分器兩個(gè)輸出端連接的兩個(gè)L波段四級(jí)濾波器，即L波段內(nèi)置電阻的功分器在其兩個(gè)輸出端口分別接一個(gè)L波段的四級(jí)濾波器。
[0017]結(jié)合圖2，L波段內(nèi)置電阻的功分器包括表面貼裝的50歐姆阻抗輸入端口 P1、第一輸入電感Linl、第一螺旋電感L1、第二螺旋電感L2、接地電容Cl、并聯(lián)電容C2、內(nèi)置鉭電阻R、第一輸出電感Loutl、第二輸出電感Lout2以及兩個(gè)表面貼裝的50歐姆阻抗的輸出端口 P2、P3。第一輸入電感Linl與輸入端口 Pl連接，第一螺旋電感LI和第二螺旋電感L2分別位于輸入電感Linl的兩端，第一螺旋電感LI和第二螺旋電感L2都是自下而上螺旋結(jié)構(gòu)(本發(fā)明中，第一螺旋電感LI和第二螺旋電感L2均為四層)，第一輸入電感Linl通過一個(gè)連接柱與接地電容Cl連接，第一螺旋電感LI與第二螺旋電感L2并聯(lián)，接地電容Cl位于第一螺旋電感LI和第二螺旋電感L2的下方，吸收電阻R并聯(lián)于第一螺旋電感LI與第二螺旋電感L2兩端，電容C2與吸收電阻R并聯(lián)，吸收電阻位于并聯(lián)電容C2的正下方，吸收電阻R的一端與第一輸出電感Loutl連接，吸收電阻R的的另一端與第二輸出電感Lout2連接，第一輸出電感Loutl與表面貼裝的50歐姆阻抗第一輸出端口 P2連接，第二輸出電感Lout2與表面貼裝的50歐姆阻抗第二輸出端口 P3連接。
[0018]結(jié)合圖3，L波段的四級(jí)濾波器包括表面貼裝的50歐姆阻抗的輸入端口 P4，第二輸入電感Lin2、帶狀線實(shí)現(xiàn)的四級(jí)諧振級(jí)U，Z型電容Z，第三輸出電感Lout3以及表面貼裝的50歐姆阻抗的輸出端口 P5以及接地板GND。在L波段四級(jí)濾波器中，第二輸入電感Lin2一端與輸入端口 P4連接，第二輸入電感Lin2另一端與四級(jí)諧振級(jí)U相連，四級(jí)諧振級(jí)U的另一端又與第三輸出電感Lout3的一端連接，第三輸出電感Lout3的另一端與表面貼裝的50歐姆阻抗第二輸出端口 P5連接。Z型電容Z位于四級(jí)諧振級(jí)U的正下方。其中，四級(jí)諧振級(jí)U中的第一級(jí)是由三層板A1、M1和BI構(gòu)成的，第二級(jí)是由三層板A2、M2和B2構(gòu)成的，第三級(jí)是由三層板A3、M3和B3構(gòu)成的以及第四級(jí)是由三層板A4、M4和B4構(gòu)成的。所述第一級(jí)諧振的中間層板Ml與第二輸入電感Lin2連接；所述第四級(jí)諧振的中間層板M4與第三輸出電感Lout3連接。
[0019]本發(fā)明中第二輸入電感Lin2結(jié)構(gòu)如下:以第四輸入端口 P4指向第五輸出端口 P5的方向?yàn)閄軸正方向，垂直于X軸向上為I軸正方向，第二輸入電感Lin2與第四輸入端口P4連接，并依次沿I軸正方向、X軸正方向彎折后，與第一級(jí)諧振的中間板Ml連接。
[0020]本發(fā)明中第三輸出電感Lout3結(jié)構(gòu)如下:以第二輸入電感Lin2的坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)，第三輸出電感Lout3輸出端與第五輸出端口 P5連接，并依次沿y軸正方向、x軸負(fù)方向與第四級(jí)諧振的中間層板M4連接。
[0021]L波段內(nèi)置電阻功分濾波器，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。
[0022]本發(fā)明L波段內(nèi)置電阻功分器的尺寸僅為3.2mmX 1.6mmX 0.9mm，體積特別小，其性能可從圖4至圖7中看出，頻率范圍是在1.2?1.6GHz，中心頻率點(diǎn)在1.4GHz，在頻率范圍內(nèi)駐波高于16.3dB，隔離度優(yōu)于14.5dB。L波段四級(jí)諧振濾波器4.2mm*4.8mm*1.5mm,其頻率范圍是在1.25?1.55GHz，中心頻率為1.4GHz，兩邊差損小于1.5dB，駐波高于20dB。將二者組合，性能從圖中看出，輸出的兩個(gè)波形完全重合，且兩邊差損小于4.3dB，駐波仍高于 20dB。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種L波段內(nèi)置電阻功分濾波器，其特征在于，包括: 一接收輸入信號(hào)的L波段功分器， 分別與L波段功分器兩個(gè)輸出端連接的兩個(gè)L波段四級(jí)濾波器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L波段內(nèi)置電阻功分濾波器，其特征在于，所述L波段功分器包括: 第一輸入端口(Pl)， 與第一輸入端口(PD連接的第一輸入電感(Linl)， 分別與第一輸入電感(Linl)連接的第一螺旋電感(LI)、第二螺旋電感(L2)， 與第一螺旋電感(LI)輸出端連接的第一輸出電感(Loutl)， 與第一輸出電感(Loutl)另一端連接第二輸出端口(P2)， 與第二螺旋電感(L2)輸出端連接的第二輸出電感(Lout2)， 與第二輸出電感(Lout2)另一端連接的第三輸出端口(P3)， 位于第一螺旋電感(LI)和第二螺旋電感(L2)下方且與第一輸入電感(Linl)連接的接地電容(Cl)， 分別與第一輸出電感(Loutl)、第二輸出電感(Lout2)連接的一電容(C2)， 位于電容(C2)下方且與電容(C2)并聯(lián)的一吸收電阻(R); 所述第一輸出電感(Loutl)連接電容(C2)的上板； 所述第二輸出電感(Lout2)連接電容(C2)的下板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L波段內(nèi)置電阻功分濾波器，其特征在于，所述L波段四級(jí)濾波器包括四級(jí)諧振，每一級(jí)諧振具有三層板，所述L波段平衡濾波器還包括: 與L波段耦合器輸出端連接的第四輸入端(P4)， 與第四輸入端(P4)連接的第二輸入電感(Lin2)， 一第五輸出端(P5)， 與第五輸出端(P5)連接的第三輸出電感(Lout3)， 位于四級(jí)諧振下方的Z型電容(Z); 所述第一級(jí)諧振的中間層板(Ml)與第二輸入電感(Lin2)連接； 所述第四級(jí)諧振的中間層板(M4)與第三輸出電感(Lout3)連接。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種L波段內(nèi)置電阻功分濾波器，包括一接收輸入信號(hào)的L波段功分器、分別與L波段功分器兩個(gè)輸出端連接的兩個(gè)L波段四級(jí)濾波器。該組合損耗小、隔離度高、體積小、使用方便、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)簡單、成品率高、批量一致性好、造價(jià)低、溫度性能穩(wěn)定。
【IPC分類】H01P5/16
【公開號(hào)】CN105161812
【申請?zhí)枴緾N201510369971
【發(fā)明人】戴永勝, 楊茂雅, 周圍, 李博文, 陳燁, 劉毅, 喬冬春
【申請人】南京理工大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年6月29日