一种基于ltcc的s波段功分滤波器的制造方法
【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S波段功分滤波器。
【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。功分器一直是各种微波集成电路中的重要组成部件，由于功分器可以进行一路输入信号的功率进行任意比例的分配，因此将功分器与滤波器相连，可以扩大滤波器的使用范围。
[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功分滤波器。
[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，而本发明中的功分滤波器可以实现一路信号一分为二同时进行滤波筛选所需要的信号，能够解决特殊情况下的工程应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于LTCC的S波段功分滤波器，其频率选择性好、过渡带陡峭、带外抑制好、回波损耗小和功分器插入损耗小、隔离度高、相位一致性好，具有体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异、使用方便、适用范围广、成品率高、批量一致性好、造价低、性能稳定的特点。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于LTCC的S波段功分滤波器，包括S波段等分功分器、第一微波滤波器和第二微波滤波器；s波段等分功分器包括输入端口、输入引线、第一接地端、第二接地端、第一屏蔽层、第二屏蔽层、第一 1/4波长传输线、第二 1/4波长传输线、第一输出引线、第二输出引线以及电阻；其中，输入引线、第一输出引线、第二输出引线互相平行，且第一输出引线与第二输出引线关于输入引线的中心轴线对称，第一屏蔽层与第二屏蔽层关于输入引线所在平面对称；输入引线、第一 1/4波长传输线、第二1/4波长传输线、第一输出引线、第二输出引线以及电阻在同一个平面上，第一屏蔽层和第二屏蔽层分别位于该平面的上方和下方；第一屏蔽层和第二屏蔽层在输入引线垂直的方向上同时与第一接地端和第二接地端相连，输入引线的一端连接输入端口，另一端分两路，分别连接第一 1/4波长传输线和第二 1/4波长传输线，第一 1/4波长传输线和第二 1/4波长传输线的另一端在分别连接第一输出引线和第二输出引线的同时跨接电阻。
[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，实现了滤波器频率选择性好、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；实现了功分器功率分配均等、插入损耗小、隔离度高、相位一致性好的优点；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S波段功分滤波器的结构示意图。
[0009]图2是本发明中S波段等分功分器的结构示意图。
[0010]图3是本发明中第一微波滤波器和第二微波滤波器的结构示意图。
[0011]图4是本发明仿真试验中S波段功分滤波器两个输出端口的幅频特性曲线图。
[0012]图5是本发明仿真试验中S波段功分滤波器输入端口的驻波特性曲线图。
[0013]图6是本发明仿真试验中S波段功分滤波器两个输出端口信号间的相位差曲线图。
【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S波段功分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和图2，本发明基于LTCC的S波段功分滤波器，包括S波段等分功分器P1、第一微波滤波器P2和第二微波滤波器P2。
[0016]S波段等分功分器Pl包括输入端口 Port_In、输入引线Linl、第一接地端GNDl、第二接地端GND2、第一屏蔽层Sdl、第二屏蔽层Sd2、第一 1/4波长传输线L1、第二 1/4波长传输线L2、第一输出引线Loutl、第二输出引线Lout2以及100欧姆电阻R100。其中，输入引线Lin、第一输出引线Loutl、第二输出引线Lout2互相平行，且第一输出引线Loutl与第二输出引线Lout2关于输入引线Linl的中心轴线对称，第一屏蔽层Sdl与第二屏蔽层Sd2关于输入引线Linl所在平面对称。输入引线Linl、第一 1/4波长传输线L1、第二 1/4波长传输线L2、第一输出引线Loutl、第二输出引线Lout2以及100欧姆电阻RlOO在同一个平面上，在此平面的上方和下方分别是第一屏蔽层Sdl与第二屏蔽层Sd2，两个屏蔽层在输入引线Linl垂直的方向上同时与第一接地端GNDl和第二接地端GND2相连，输入引线Linl的一端连接输入端口 Port_In，另一端分两路，分别连接第一 1/4波长传输线LI和第二 1/4波长传输线L2，第一 1/4波长传输线LI和第二 1/4波长传输线L2的另一端在分别接第一输出引线Loutl和第二输出引线Lout2的同时跨接100欧姆电阻。
[0017]第一微波滤波器Pl与第二微波滤波器P2的结构相同，均包括输入引线电感Lin2、第一级并联谐振单元、第二级并联谐振单元、第三级并联谐振单元、第四级并联谐振单元、第五级并联谐振单元、第六级并联谐振单元、输出引线电感Lout3、50欧姆表贴结构的输出端口 Port_0ut、第一 U形親合单元U1、第二 U形親合单元U2、Z形级间親合单元ZL、第三屏蔽层Sd3、第四屏蔽层Sd4、第三接地端GND3、第四接地端GND4。其中，每级谐振单元由平行放置的两层传输线构成，第一级并联谐振单元由传输线Lll和L12构成，第二级并联谐振单元由传输线L21和L22构成，第三级并联谐振单元由传输线L31和L32构成，第四级并联谐振单元由传输线L41和L42构成，第五级并联谐振单元由传输线L51和L52构成，第六级并联谐振单元由传输线L61和L62构成。输入引线电感Lin2与每级并联谐振单元中的第一层传输线LI 1、L21、L31、L41、L51、L61以及输出引线电感Lout3在同一平面上，且第一层传输线L11、L21、L31、L41、L51、L61的一端均与第三接地端GND3相连，另一端均开路，而每级并联谐振单元中的第二层传输线L12、L22、L32、L42、L52、L62的一端均与第四接地端GND4相连，另一端均开路，输入引线电感Lin2的一端与第一级并联谐振单元中的第一层传输线Lll的中部相连，另一端与第一输出引线Loutl或者与第二输出引线Lout2连接；输出引线电感Lout3的一端与第六级并联谐振单元中的第一层传输线L61的中部相连，另一端与50欧姆输出端口