可选多种频段高性能滤波器组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种滤波器技术，特别是一种可选多种频段高性能滤波器组。
【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轻量化取决于材料科学技术与电磁技术的发展，基于低温共烧技术(LTCC技术)多层结构大大减小了器件的尺寸，为微波无源器件的小型化和轻便化奠定了良好的基础。滤波器一直是各种微波集成电路中的重要组成部件，描述这种部件性能的主要指标有:频率范围、插入损耗、驻波比、反射系数、相位平衡度、温度稳定性、体积、重量、可靠性等。
[0003]低温共烧陶瓷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，可以实现可选多种频段高性能滤波器组。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可选多种频段高性能滤波器组，包括:一接收输入信号的单刀四掷开关芯片，与单刀四掷开关芯片第一输出端连接的UHF波段半集总半分结构滤波器，与单刀四掷开关芯片第二输出端连接的S波段分布式结构滤波器，与单刀四掷开关芯片第三输出端连接的VHF波段全集总结构滤波器，与单刀四掷开关芯片第四输出端连接的C波段分布式结构滤波器。该组合具有可选择相应频段输出、体积小、使用方便、重量轻、可靠性高、电性能优异、结构简单、成品率高、批量一致性好、造价低、温度性能稳定等优点。
[0005]根据本发明的一个方面，所述UHF波段半集总半分结构滤波器包括:与单刀双掷开关芯片第一输出端连接的第一输入端，与第一输入端连接的第一输入电感，与第一输入电感连接的第一螺旋电感，与第一输入电感连接的第三螺旋电感，与第一螺旋电感输出端连接的第一并联电容，与第二螺旋电感输出端连接的第三并联电容，一第二输出端，与第二输出端连接的第一输出电感，与第一输出电感连接的第二螺旋电感，与第一输出电感连接的第四螺旋电感，与第二螺旋电感输出端连接的第二并联电容，与第四螺旋电感输出端连接的第四并联电容，位于螺旋电感和并联电容下方的第一 Z型电容；所述第一螺旋电感、第三螺旋电感上下平行设置；所述第二螺旋电感、第四螺旋电感上下平行设置；所述第一并联电容、第二并联电容、第三并联电容、第四并联电容另一端接地。
[0006]根据本发明的另一个方面，所述S波段分布式结构滤波器包括四级谐振，每一级谐振具有三层板，所述S波段分布式结构滤波器还包括:与单刀双掷开关芯片第二输出端连接连接的第三输入端，与第三输入端连接的第二输入电感，一第四输出端，与第四输出端连接的第二输出电感，位于四级谐振下方的第二 Z型电容；所述第一级谐振的中间层板与第二输入电感连接；所述第四级谐振的中间层板与第二输出电感连接。
[0007]根据本发明的另一个方面，所述VHF波段全集总结构滤波器包括:与单刀四掷开关芯片第三输出端连接的第五输入端，与第五输入端连接的第一并联谐振单元，与第五输入端连接的第一串联谐振单元，与第一串联谐振单元输出端连接的第二并联谐振单元，与第一串联谐振单元输出端连接的第二串联谐振单元，与第一并联谐振单元输出端连接的第一零点电容，与第一串联谐振单元并联的第二零点电容，与第二并联谐振单元输出端连接的第三零点电容，与第二串联谐振单元并联的第四零点电容；所述并联谐振单元为一螺旋电感与并联电容并联组成；所述串联谐振单元为一螺旋电感与并联电容串联组成。
[0008]根据本发明的另一个方面，所述C波段分布式结构滤波器包括五级谐振，每一级谐振具有三层板，所述C波段分布式结构滤波器还包括:与单刀四掷开关芯片第四输出端连接连接的第七输入端，与第七输入端连接的第三输入电感，一第八输出端，与第八输出端连接的第三输出电感，位于五级谐振下方的第二 Z型电容；所述第一级谐振的中间层板与第三输入电感连接；所述第五级谐振的中间层板与第三输出电感连接。
[0009]本发明与现有技术相比，具有以下优点:(I)可在四路不同的频段中自由选择输出的信号；⑵使用简单方便；⑶体积小、重量轻、可靠性高；⑷电性能优异；(5)成本低；
(6)电路实现结构简单，可实现大批量生产。
[0010]下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。
【附图说明】
[0011]图1是本发明可选多种频段高性能滤波器组整体结构框图。
[0012]图2是本发明UHF波段半集总半分布结构滤波器的结构示意图。
[0013]图3是本发明S波段分布式结构滤波器的结构示意图。
[0014]图4是本发明VHF波段全集总结构滤波器的结构示意图。
[0015]图5是本发明C波段分布式结构滤波器的结构示意图。
[0016]图6是本发明UHF波段半集总半分布结构滤波器的插损和驻波特性曲线。
[0017]图7是本发明S波段分布式结构滤波器的插损和驻波特性曲线。
[0018]图8是本发明VHF波段全集总滤波器的插损和驻波特性曲线。
[0019]图9是本发明C波段分布式结构滤波器的插损和驻波特性曲线。
【具体实施方式】
[0020]结合图1，一种可选多种频段高性能滤波器组，包括:一接收输入信号的单刀四掷开关芯片，与单刀四掷开关芯片第一输出端连接的UHF波段半集总半分结构滤波器，与单刀双掷开关芯片第二输出端连接的S波段分布式结构滤波器，与单刀四掷开关芯片第三输出端连接的VHF波段全集总结构滤波器，与单刀四掷开关芯片第四输出端连接的C波段分布式结构滤波器。所述单刀四掷开关芯片为CHDK芯片。
[0021]结合图2，UHF波段半集总半分布结构滤波器包括表面贴装的50欧姆阻抗的输入端口 Pl，第一输入电感Linl、第一螺旋电感L1、连接线Tl、第一并联电容Cl、第二螺旋电感L2、连接线T2、第二并联电容C2、第三螺旋电感L3、连接线T3、第三并联电容C3、第四螺旋电感L4、连接线T4、第四并联电容C4、并联电容板C5、第一 Z型电容Zl、第一输出电感Loutl以及表面贴装的50欧姆阻抗的输出端口 P2。在UHF波段半集总半分布结构滤波器中，第一输入电感Linl —端与输入端口 Pl连接，其另一端与第一螺旋电感LI的一端相连，同时，第一并联电容Cl又通过第一连接线Tl与第一螺旋电感LI的此端相连，其中第一螺旋电感LI螺旋方向自上而下，共2层，第一并联电容Cl分上下两层板。第三螺旋电感L3平行置于第一螺旋电感LI的下方，第三并联电容C3平行置于第一并联电容Cl的下方并且第三并联电容通过第三连接线T3与第三螺旋电感L3相连。第一输出电感Loutl —端输出电感P2相连，其另一端与第二螺旋电感L2的一端相连，同时，第二并联电容C2又通过第二连接线T2与第二螺旋电感L2的此端相连。第四螺旋电感L4平行置于第二螺旋电感L2的下方，第四并联电容C4平行置于第二并联电容C2的下方并且第四并联电容通过第四连接线T4与第四螺旋电感L4相连。第一 Z型电容Zl平行置于第一螺旋电感L1、第二螺旋电感L2、第一并联电容Cl和第二并联电容C2的正上方。并联电容板C5平行置于第三并联电容C3和第四并联电容C4的正下方。其中第一螺旋电感L1、第二螺旋电感L2螺旋方向均是自上而下，第三螺旋电感L3、第四螺旋电感L4螺旋方向均是自下而上，四个电感均是两层，第一、第二、第三和第四并联电容Cl、C2、C3和C4分上下两层板，每个并联电容的下板接地。
[0022]结合图3，S波段分布式结构滤波器包括表面贴装的50欧姆阻抗的输入端口 P3，第二输入电感Lin2、带状线实现的五级谐振单元U、第二 Z型电容Z2、第二输出电感Lout2以及表面贴装的50欧姆阻抗的输出端口 P4。在S波段分布式结构滤波器中，第二输入电感Lin2 一端与表面贴装的50欧姆阻抗的输入端口 P3相连接，其另一端与五级谐振单元U的第一级中间板Ml相连，五级谐振单元U第五级的中间板M5与表面贴装的50欧姆阻抗的输出端口 P4通过第二输出电感Lout2相连接。第二 Z型电容置于五级谐振单元U的正下方。其中，五级谐振单元U中的第一级是由三层板Al、Ml和BI构成的，第二级是由三层板A2、M2和B2构成的，第三级是由三层板A3、M3和B3，第四级是由三层板A4、M4和B4以及第五级是由三层板A5、M5和B5构成的。
[0023]本发明中第二输入电感Lin2结构如下:以第三输入端口 P3指向第四输出端口 P4的方向为X轴正方向，垂直于X轴向上为I轴正方向，第二输入电感Lin2与第四输入端口P4连接，并依次沿I轴正方向、X轴正方向弯折后，与第一级谐振的中间板Ml连接。
[0024]本发明中第二输出电感Lout2结构如下:以第二输入电感Lin2的坐标系为标准，第二输出电感Lout2输出端与第四输