一种基于ltcc的l波段微型正交滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于滤波器组技术领域，具体涉及一种基于LTCC的L波段微型正交滤波器。
【背景技术】
[0002]近年来，随着移动通信、卫星通信及国防电子系统的微型化的迅速发展，高性能、低成本和小型化已经成为目前微波/射频领域的发展方向，对微波滤波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。在一些国防尖端设备中，现在的使用频段已经相当拥挤，所以卫星通信等尖端设备向着毫米波波段发展，所以微波毫米波波段滤波器已经成为该波段接收和发射支路中的关键电子部件，描述这种部件性能的主要指标有:通带工作频率范围、阻带频率范围、通带插入损耗、阻带衰减、通带输入/输出电压驻波比、插入相移和时延频率特性、温度稳定性、体积、重量、可靠性等。
[0003]低温共烧陶瓷(LTCC)是一种电子封装技术，采用多层陶瓷技术，能够将无源元件内置于介质基板内部，同时也可以将有源元件贴装于基板表面制成无源/有源集成的功能模块。LTCC技术在成本、集成封装、布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计多样性和灵活性及高频性能等方面都显现出众多优点，已成为无源集成的主流技术。其具有高Q值，便于内嵌无源器件，散热性好，可靠性高，耐高温，冲震等优点，利用LTCC技术，可以很好的加工出尺寸小，精度高，紧密型好，损耗小的微波器件。由于LTCC技术具有三维立体集成优势，在微波频段被广泛用来制造各种微波无源元件，实现无源元件的高度集成。基于LTCC工艺的叠层技术，可以实现三维集成，从而使各种微型微波滤波器具有尺寸小、重量轻、性能优、可靠性高、批量生产性能一致性好及低成本等诸多优点，利用其三维集成结构特点，可以实现本发明中的微型正交滤波器。
[0004]传统的滤波器，例如微带滤波器，通常实现相同的性能参数，所需体积通常会比LTCC工艺实现要大得多，因而在工程应用上的劣势就凸显出来，而且，传统情况下采用的滤波器，只是对一路信号进行筛选，选择有用的信号。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提出一种基于LTCC的L波段微型正交滤波器，采用LTCC工艺实现的情况下，可以在尽可能小的体积内实现最优化的性能。同时可以实现对一路信号进行特定频率的筛选并且输出两路正交的信号，且幅度一致性好，相位正交性好。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于LTCC的L波段微型正交滤波器，包括L波段滤波器和定向耦合器；所述滤波器包括输入端口、输出端口、第一接地端、第二接地端、输入引线、输出引线、第一屏蔽层、第二屏蔽层、第一级谐振单元、第二级谐振单元、第三级谐振单元、第四级谐振单元以及Z字形级间耦合单元；其中，输入端口、输出端口、第一接地端、第二接地端均为表贴结构的端口 ；每级谐振单元均由平行放置的三层带状线构成；每级谐振单元的第一层带状线处于同一平面上，第二层带状线处于同一平面上，第三层带状线处于同一平面上；输入引线、输出引线与每级谐振单元的中间层带状线在同一平面上；每级谐振单元的第一层带状线以及第三层带状线的一端均与第一接地端相连，另一端开路；每级谐振单元的第二层带状线的一端均与第二接地端相连，另一端开路；输入引线的一端与第一级谐振单元中第二层带状线的开路端相连，另一端与输入端口连接；输出引线的一端与第四级谐振单元中第二层带状线的开路端相连，另一端与输出端口相连；Z字形级间耦合单元位于四级谐振单元的下方、第一屏蔽层的上方，且Z字形级间耦合单元的两端分别与第一接地端和第二接地端相连。
[0007]本发明与现有技术相比，其显著优点在于，由于本发明采用低损耗低温共烧陶瓷材料和三维立体集成，使得本发明滤波器频率具有选择性好、通带响应平坦、过渡带陡峭、带外抑制好、回波损耗小、插入损耗小的优点；本发明具有两路输出幅度、相位正交特性好的优点；本发明体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异；本发明的电路实现结构简单，成本低，可实现大批量生产。
【附图说明】
[0008]图1是本发明基于LTCC的L波段微型正交滤波器结构示意图。
[0009]图2是本发明中L波段表贴结构的滤波器结构示意图。
[0010]图3是本发明中定向耦合器的结构示意图。
[0011]图4是本发明仿真试验中L波段微型正交滤波器的两个输出端口的幅频特性曲线和输入端口的回波损耗示意图。
[0012]图5是本发明仿真试验中L波段微型正交滤波器两输出端口的相位差特性曲线示意图。
[0013]图6是本发明仿真试验中L波段微型正交滤波器的输入端口电压驻波比曲线示意图。
【具体实施方式】
[0014]容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明基于LTCC的L波段微型正交滤波器的多种实施方式。因此，以下【具体实施方式】和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。
[0015]结合图1、图2和图3，本发明基于LTCC的L波段微型正交滤波器，包括L波段表贴结构的滤波器Filter和定向親合器Coupler ；
[0016]结合图2，滤波器Filter包括输入端口 In、输出端口 Out、第一接地端Gndl、第二接地端Gnd2、输入引线Lsl、输出引线Ls2、第一屏蔽层Sdl、第二屏蔽层Sd2、第一级谐振单元、第二级谐振单元、第三级谐振单元、第四级谐振单元以及Z字形级间耦合单元Z1。
[0017]输入端口 In、输出端口 Out、第一接地端Gndl、第二接地端Gnd2均为表贴结构的端P ;
[0018]每级谐振单元均由平行放置的三层带状线实现，其中第一级谐振单元由三层带状线Lll、L12、L13构成、第二级谐振单元由三层带状线L21、L22、L23构成、第三级谐振单元由三层带状线L31、L32、L33构成、第四级谐振单元由三层带状线L41、L42、L43构成。每级谐振单元的第一层带状线L11、L21、L31以及L41处于同一平面上，第二层带状线L12、L22、L32以及L42处于同一平面上，第三层带状线L13、L23、L33以及L43处于同一平面上；
[0019]输入引线Lsl、输出引线Ls2与每级谐振单元的中间一层带状线L12、L22、L32、L42在同一平面上，每级谐振单元的第一层带状线Lll、L21、L31、L41以及第三层带状线L13、L23、L33、L43的一端与第一接地端Gndl相连，另一端开路；每级谐振单元的第二层带状线L12、L22、L32、L42的一端与第二接地端Gnd2相连，另一端开路；输入引线Lsl的一端与第一级谐振单元中的第二层带状线L12的开路端相连，输入引线Lsl的另一端与输入端口 In连接；输出引线Ls2的一端与第四级谐振单元中的第二层带状线L42的开路端相连，其另一端与输出端口 Out相连；
[0020]Z字形级间耦合单元Zl在空间上位于四级谐振单元的下方、第一屏蔽层Sdl的上方，且Z字形级间耦合单元Zl的两端分别与第一接地端Gndl和第二接地端Gnd