L波段内置电阻功分滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种滤波器技术，特别是一种L波段内置电阻功分滤波器。
【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。功分器与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、隔离度、分配损耗、驻波比、插入损耗、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，从而使各种微型正交器具有尺寸小、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L波段内置电阻功分滤波器。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种L波段内置电阻功分滤波器，包括一接收输入信号的L波段功分器、分别与L波段功分器两个输出端连接的两个L波段四级滤波器。该组合损耗小、隔离度高、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。
[0005]根据本发明的一个方面，所述所述L波段功分器包括:第一输入端口，与第一输入端口连接的第一输入电感，分别与第一输入电感连接的第一螺旋电感、第二螺旋电感，与第一螺旋电感输出端连接的第一输出电感，与第一输出电感另一端连接第二输出端口，与第二螺旋电感输出端连接的第二输出电感，与第二输出电感另一端连接的第三输出端口，位于第一螺旋电感和第二螺旋电感下方且与第一输入电感连接的接地电容，分别与第一输出电感、第二输出电感连接的一电容，位于电容下方且与电容并联的一吸收电阻；所述第一输出电感连接电容的上板；所述第二输出电感连接电容的下板。
[0006]根据本发明的另一个方面，所述L波段四级滤波器包括四级谐振，每一级谐振具有三层板，所述L波段平衡滤波器还包括:与L波段耦合器输出端连接的第四输入端，与第四输入端连接的第二输入电感，一第五输出端，与第五输出端连接的第三输出电感，位于四级谐振下方的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三输出电感连接。
[0007]本发明与现有技术相比，具有以下优点:(I)使用方便，无需在外接一个负载可直接使用；(2)插入损耗低，方向性高；(3)体积小、重量轻、可靠性高；(4)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。
[0008]下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。
【附图说明】
[0009]图1是本发明L波段内置电阻功分滤波器整体结构框图。
[0010]图2是本发明L波段内置电阻功分器的结构示意图。
[0011]图3是本发明L波段四级谐振滤波器的结构示意图。
[0012]图4是本发明L波段内置电阻功分器的插损的曲线。
[0013]图5是本发明L波段内置电阻功分器的隔离度的曲线。
[0014]图6是本发明L波段四级谐振滤波器的插损和驻波特性曲线。
[0015]图7是本发明L波段内置电阻功分滤波器的输出曲线。
【具体实施方式】
[0016]结合图1，一种L波段内置电阻功分滤波器，包括:一接收输入信号的L波段功分器，分别与L波段功分器两个输出端连接的两个L波段四级滤波器，即L波段内置电阻的功分器在其两个输出端口分别接一个L波段的四级滤波器。
[0017]结合图2，L波段内置电阻的功分器包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口 P1、第一输入电感Linl、第一螺旋电感L1、第二螺旋电感L2、接地电容Cl、并联电容C2、内置钽电阻R、第一输出电感Loutl、第二输出电感Lout2以及两个表面贴装的50欧姆阻抗的输出端口 P2、P3。第一输入电感Linl与输入端口 Pl连接，第一螺旋电感LI和第二螺旋电感L2分别位于输入电感Linl的两端，第一螺旋电感LI和第二螺旋电感L2都是自下而上螺旋结构(本发明中，第一螺旋电感LI和第二螺旋电感L2均为四层)，第一输入电感Linl通过一个连接柱与接地电容Cl连接，第一螺旋电感LI与第二螺旋电感L2并联，接地电容Cl位于第一螺旋电感LI和第二螺旋电感L2的下方，吸收电阻R并联于第一螺旋电感LI与第二螺旋电感L2两端，电容C2与吸收电阻R并联，吸收电阻位于并联电容C2的正下方，吸收电阻R的一端与第一输出电感Loutl连接，吸收电阻R的的另一端与第二输出电感Lout2连接，第一输出电感Loutl与表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口 P2连接，第二输出电感Lout2与表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口 P3连接。
[0018]结合图3，L波段的四级滤波器包括表面贴装的50欧姆阻抗的输入端口 P4，第二输入电感Lin2、带状线实现的四级谐振级U，Z型电容Z，第三输出电感Lout3以及表面贴装的50欧姆阻抗的输出端口 P5以及接地板GND。在L波段四级滤波器中，第二输入电感Lin2一端与输入端口 P4连接，第二输入电感Lin2另一端与四级谐振级U相连，四级谐振级U的另一端又与第三输出电感Lout3的一端连接，第三输出电感Lout3的另一端与表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口 P5连接。Z型电容Z位于四级谐振级U的正下方。其中，四级谐振级U中的第一级是由三层板A1、M1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构成的以及第四级是由三层板A4、M4和B4构成的。所述第一级谐振的中间层板Ml与第二输入电感Lin2连接；所述第四级谐振的中间层板M4与第三输出电感Lout3连接。
[0019]本发明中第二输入电感Lin2结构如下:以第四输入端口 P4指向第五输出端口 P5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。
[0020]本发明中第三输出电感Lout3结构如下:以第二输入电感Lin2的坐标系为标准，第三输出电感Lout3输出端与第五输出端口 P5连接，并依次沿y轴正方向、x轴负方向与第四级谐振的中间层板M4连接。
[0021]L波段内置电阻功分滤波器，由于是采用多层低温共烧陶瓷工艺实现，其低温共烧陶瓷材料和金属图形在大约900°C温度下烧结而成，所以具有非常高的可靠性和温度稳定性，由于结构采用三维立体集成和多层折叠结构以及外表面金属屏蔽实现接地和封装，从而使体积大幅减小。
[0022]本发明L波段内置电阻功分器的尺寸仅为3.2mmX 1.6mmX 0.9mm，体积特别小，其性能可从图4至图7中看出，频率范围是在1.2?1.6GHz，中心频率点在1.4GHz，在频率范围内驻波高于16.3dB，隔离度优于14.5dB。L波段四级谐振滤波器4.2mm*4.8mm*1.5mm,其频率范围是在1.25?1.55GHz，中心频率为1.4GHz，两边差损小于1.5dB，驻波高于20dB。将二者组合，性能从图中看出，输出的两个波形完全重合，且两边差损小于4.3dB，驻波仍高于 20dB。
【主权项】
1.一种L波段内置电阻功分滤波器，其特征在于，包括: 一接收输入信号的L波段功分器， 分别与L波段功分器两个输出端连接的两个L波段四级滤波器。2.根据权利要求1所述的L波段内置电阻功分滤波器，其特征在于，所述L波段功分器包括: 第一输入端口(Pl)， 与第一输入端口(PD连接的第一输入电感(Linl)， 分别与第一输入电感(Linl)连接的第一螺旋电感(LI)、第二螺旋电感(L2)， 与第一螺旋电感(LI)输出端连接的第一输出电感(Loutl)， 与第一输出电感(Loutl)另一端连接第二输出端口(P2)， 与第二螺旋电感(L2)输出端连接的第二输出电感(Lout2)， 与第二输出电感(Lout2)另一端连接的第三输出端口(P3)， 位于第一螺旋电感(LI)和第二螺旋电感(L2)下方且与第一输入电感(Linl)连接的接地电容(Cl)， 分别与第一输出电感(Loutl)、第二输出电感(Lout2)连接的一电容(C2)， 位于电容(C2)下方且与电容(C2)并联的一吸收电阻(R); 所述第一输出电感(Loutl)连接电容(C2)的上板； 所述第二输出电感(Lout2)连接电容(C2)的下板。3.根据权利要求1所述的L波段内置电阻功分滤波器，其特征在于，所述L波段四级滤波器包括四级谐振，每一级谐振具有三层板，所述L波段平衡滤波器还包括: 与L波段耦合器输出端连接的第四输入端(P4)， 与第四输入端(P4)连接的第二输入电感(Lin2)， 一第五输出端(P5)， 与第五输出端(P5)连接的第三输出电感(Lout3)， 位于四级谐振下方的Z型电容(Z); 所述第一级谐振的中间层板(Ml)与第二输入电感(Lin2)连接； 所述第四级谐振的中间层板(M4)与第三输出电感(Lout3)连接。
【专利摘要】本发明提供一种L波段内置电阻功分滤波器，包括一接收输入信号的L波段功分器、分别与L波段功分器两个输出端连接的两个L波段四级滤波器。该组合损耗小、隔离度高、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。
【IPC分类】H01P5/16
【公开号】CN105161812
【申请号】CN201510369971
【发明人】戴永胜, 杨茂雅, 周围, 李博文, 陈烨, 刘毅, 乔冬春
【申请人】南京理工大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年6月29日